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缺口根部应力分布及变形状态分析

时间:2023-06-23 理论教育 版权反馈
【摘要】:缺口并不完全等同于裂纹,缺口根部的应力分布如图6-18所示。所以,在离开缺口根部的某一位置,达到最强的三轴应力状态。图6-18缺口根部应力状态弹性变形状态;弹塑性变形状态例6-1试样缺口在发生全面屈服之前,缺口根部会产生局部塑性区。在根部,与表面垂直的应力分量σx不存在。该处处于只有σy存在的单向应力状态,或处于同时存在σy和σz的二向应力状态。

缺口根部应力分布及变形状态分析

缺口并不完全等同于裂纹,缺口根部的应力分布如图6-18所示。对于弹性变形状态(见图6-18(a)),σy从缺口根部起,随距离增加而降低;σx从零开始随距离增加而增大,达到最大值以后,又不断减小至零。所以,在离开缺口根部的某一位置,达到最强的三轴应力状态(平面应变假定)。对于弹塑性变形状态,应力分布如图6-18(b)所示。在相同的拉应力作用下,缺口根部的塑性区尺寸远大于裂纹尖端的塑性区尺寸。

图6-18 缺口根部应力状态

(a)弹性变形状态;(b)弹塑性变形状态(www.xing528.com)

例6-1 试样缺口在发生全面屈服之前,缺口根部会产生局部塑性区。讨论该塑性区的范围。

解 试样缺口根部附近的应力分布如图6-18所示。在根部,与表面垂直的应力分量σx不存在。该处处于只有σy存在的单向应力状态,或处于同时存在σy和σz的二向应力状态。在离开根部后,σy随x单调减小,σx由零开始增加,而后再减小。因此,在离开根部的某一位置,应力状态达到最强的二向应力状态(平面应力假设),或三向应力状态(平面应变假设)。当试样缺口根部产生塑性变形时,在塑性区内部,有如下分析结果:

两者均随x的增大而增大,达到最大值的位置对应弹塑性的边界(见图6-18(b)),由此可以确定塑性区的大小(Rp)。

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