V型缺口应力集中系数分析及应用

来源期刊：机械设计与制造2017年第11期

论文作者：刘斌 李涛 张开林 刘旭

文章页码：100 - 104

关键词：V型缺口;缺口应力集中系数;Filippi方程;微观约束效应;有限元法;

摘    要：为了分析V型缺口的应力集中系数,引入Filippi缺口应力场方程,计算了对称拉伸(Ⅰ型)和反对称剪切(Ⅱ型)两种载荷类型下的应力场参数。建立拉伸载荷下的V型缺口参数化模型,通过数值计算和理论分析结果比较,验证了Filippi方程的准确性。考虑到缺口根部的微观约束效应,采用Neuber应力平均概念和虚拟缺口半径方法,获得了缺口约束因子,虚拟缺口半径等与缺口参数之间的关系。在此基础上,采用有限元方法计算了尖锐V型缺口在不同约束尺寸和缺口角度下的平均应力集中系数和等效应力集中系数,两种缺口应力集中系数偏差基本保持在10%以下,表明所求解的缺口应力集中系数具有较高的可信度。最后将缺口应力集中系数应用在焊接接头的缺口应力分析中,从而避免了因单元尺寸不同而造成的结果差异。