题目
某结构尺寸相同的零件,当采用下列强度极限为 ()MPa的材料制造时,其有效应力集中系数最大。A. 200B. 500C. 1000D. 1200
某结构尺寸相同的零件,当采用下列强度极限为 ()MPa的材料制造时,其有效应力集中系数最大。
A. 200
B. 500
C. 1000
D. 1200
题目解答
答案
D. 1200
解析
考查要点:本题主要考查材料强度极限与有效应力集中系数的关系,需理解材料强度对实际应力集中现象的影响。
解题核心思路:
有效应力集中系数不仅与结构设计有关,还受材料塑性变形能力的影响。强度极限高的材料在弹性阶段能承受更高应力,塑性变形能力较低,导致缺口处的应力集中更显著;而强度极限低的材料更早进入塑性变形,部分缓解应力集中。因此,强度极限越高,有效应力集中系数越大。
关键分析步骤:
- 应力集中基本概念:应力集中系数($K_t$)反映结构几何形状对局部应力的影响,通常假设材料为理想弹性体。
- 材料塑性的影响:实际材料存在塑性变形,当材料强度极限较高时,弹性阶段更长,缺口处应力未被塑性变形显著缓解,导致有效应力集中系数增大。
- 强度极限与塑性关系:强度极限越高,材料更“脆”,塑性变形能力越弱,应力集中效应更明显。
结论:选项D(1200MPa)的材料强度极限最高,有效应力集中系数最大。