什么是应力集中，怎么预防？

一，应力集中的概念及其产生的原因

所谓应力集中，是指焊接接头局部区城内的最大应力值(σmax) 比平均应力值(σav)高的现象。应力集中的大小常用应力集中系数Kr表示，其计算公式为：Kr =σmax/σav

导致焊接接头应力集中的原因很多，其中最主要的原因有以下几点：

1， 焊接工艺缺陷

焊接时产生的气孔、夹渣、裂纹和未焊透等缺陷将导致应力集中，其中以裂纹和未焊透引起的应力集中最为严重，特别是与受力方向垂直的裂纹产生的应力集中最大。

2，不合理的焊缝外形

对接焊缝的余高过大、角焊缝的焊趾过高以及咬边等不合理的焊缝外形都会引起较大的应力集中。当对接焊缝去掉余高，或角焊缝焊成凹形焊缝时，就可以减少应力集中现象。

3，不合理的接头设计

接头截面突变、采用加衬垫的对接接头、焊缝不合理的布置等都会产生应力集中，如只有单面焊缝的T形接头等。不同的接头，应力集中也不同，对接接头的应力集中小，十字接头的应力集中其次，搭接接头的应力集中最大。选用质量好的焊接电缆、焊接铜轮、滚焊轮。

4.制造缺陷

气割的切口不平，或弧坑、冲眼、焊疤等缺陷都会产生应力集中。

二，预防措施：

为了避免材料或构件因应力集中而造成的破坏，工程上主要采取以下一些措施：

1，表面强化：对材料表面作喷丸、滚压、氮化等处理，可以提高材料表面的疲劳强度。

2，避免尖角：即把棱角改为过度圆角，适当增大过渡圆弧的半径，效果更好。

3，改善零件外形；曲率半径逐步变化的外形有利于降低应力集中系数，比较理想的办法是，采用流线型型线或双曲率型线，后者更便于在工程上应用。

4，孔边局部加强：在孔边采用加强环或作局部加厚均可使应力集中系数下降，下降程度与孔的形状和大小、加强环的形状和大小以及载荷形式有关。

5，适当选择开孔位置和方向：开孔的位置应尽量避开高应力区，并应避免因孔间相互影响而造成应力集中系数增高，对于椭圆孔，应使其长轴平行于外力的方向，这样可降低峰值应力。

6，提高低应力区应力，减小零件在低应力区的厚度，或在低应力区增开缺口或圆孔，使应力由低应力区向高应力区的过渡趋于平缓。

7，利用残余应力：在峰值应力超过屈服极限后卸载，就会产生残余应力，合理地利用残余应力也可降低应力集中系数。