单选题
10、以下关于应力集中的叙述,哪一条是正确的?( )
A
缺陷形成的缺口越大,形状越尖锐,应力集中越严重;
B
壳体截面不圆程度越大,应力集中越严重;
C
外加载荷越大,应力集中越严重;
D
材料脆性越大,应力集中越严重。
答案解析
正确答案:A
解析:
**正确答案:A**
**解析:**
应力集中是指由于构件几何形状的不连续(如孔洞、缺口、沟槽等)或材料内部缺陷,导致局部区域应力显著增大的现象。我们逐一分析各个选项:
1. **选项 A 正确**:
应力集中的程度主要取决于缺口的几何形状,特别是缺口的尖锐程度(即曲率半径)。根据弹性力学理论,缺口根部的曲率半径越小(形状越尖锐),应力集中系数越大,应力集中现象就越严重。反之,如果缺口平缓(曲率半径大),应力集中则较轻。因此,“缺陷形成的缺口越大(此处语境通常指缺口深度或影响范围配合尖锐度,核心在于后半句),形状越尖锐,应力集中越严重”这一描述符合力学原理。更准确地说,**形状越尖锐**是决定应力集中严重程度的关键几何因素。
2. **选项 B 错误**:
壳体截面不圆度(椭圆度)确实会引起附加弯曲应力,从而导致局部应力升高,但这通常被视为一种几何偏差引起的二次应力或峰值应力,其机理与典型的“应力集中”(由尖锐缺口引起)略有不同。虽然不圆度大会导致受力不均,但相比之下,选项 A 对应力集中本质(几何尖锐度)的描述更为直接和准确。在工程力学考试中,通常强调缺口尖锐度对应力集中系数的决定性作用。
3. **选项 C 错误**:
**应力集中系数**($K_t = \sigma_{max} / \sigma_{nom}$)是一个仅与构件几何形状有关的无量纲参数,与外加载荷的大小无关。虽然外加载荷越大,局部的最大绝对应力值 $\sigma_{max}$ 会越大,但应力集中的**严重程度**(即应力放大的倍数)并不会因为载荷增加而改变。因此,不能说载荷越大应力集中越“严重”(指集中效应本身)。
4. **选项 D 错误**:
应力集中是一种力学现象,其存在与否及集中系数的大小主要取决于**几何形状**,而与材料的性质(如脆性或韧性)无直接关系。无论材料是脆性还是塑性,只要几何形状存在尖锐缺口,就会产生应力集中。
* 需要注意的是,**材料对应力集中的敏感性**不同:脆性材料对应力集中非常敏感,容易导致断裂;而塑性材料在静载荷下,由于局部屈服产生塑性变形,会使应力重新分布,从而缓解应力集中的影响。但这并不意味着“材料越脆,应力集中现象本身越严重”,而是说“材料越脆,应力集中带来的危害越大”。题目问的是关于“应力集中”本身的叙述,而非其后果。
**综上所述,应力集中的严重程度主要由几何缺口的尖锐程度决定,故选项 A 正确。**
相关知识点:
缺口尖锐应力集中越严重
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