为什么会出现应力集中？其微观原理是什么？

这可是一个相当庞大的系统性学术理论啊! 在此的几千字是根本写不明白的，我只借此用最通俗的理解简单地说明几句，望能抛砖引玉。

会出现应力集中主要是指具有相当高刚性的物质，如橡胶质的东东我们暂时不讨论它（那怕它实际上也存在）举例说明一下，如一个球状的钢件，只要在它加工成形后没有没有经过过头的淬火工艺处理，它的内部即使存在应力，但是不会太过于集中的。所以它自身也不会出现开裂现象。如果你把它的淬火做得稍过头一些，即使是不合理了，但它是圆球状结构，因此应力分存还是相对均一些。假如同样的淬火工艺，要是把零件做成台阶状的轴类零件时，在它的轴劲处就很容易出现裂缝乃至断裂。那为什么出现如此的区别呢？这里不难看出，与它的形状直接有关。

你可以从有限元分析的技术角度去看种现象。先把单个部件中的材料分成非常小的等份立方体，再结合其外形就能判断出各立方体与立方体的接合面是不同的，有些是六面与其它的接触，而有只有五面或四面与其它的接触，所以它们的强度本身就有较大的差别。至少反映出机械强度不一样了。

最说，每个工件在制作成形以及热处理等工艺中的受热和冷却的条件不会一个样，还有它们的材料结构也不可能是绝对化的一致性，以及它在应用领域中所遭受的受力条件又不一样。所以这个应力就产生了，而且却偏偏爱集中在受力较大和较脆弱的地方。所以这就是理解为应力集中了。

在钢构件中产生应力集中的主要原因是：构件截面的突变。

钢构件材料会由于截面尺寸改变而引起应力的局部增大，这种现象称为应力集中。对于组织均匀的脆性材料，应力集中将大大降低构件的强度，这在构件的设计时应特别注意。

承受轴向拉伸、压缩的构件，只有在寓加力区域稍远且横截面尺寸又无急剧变化的区域内，横截面上的应力才是均匀分布的。然而工程中由于实际需要，某些零件常有切口、切槽、螺纹等，因而使杆件上的横截面尺寸发生突然改变，这时，横截面上的应力不再均匀分布，这已为理论和试验所证实。

应力集中是指结构或构件的局部区域的最大应力值比平均应力值高的现象。

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。

扩展资料

应力集中不仅与物体的形状及外形结构有关，还与选取材料有关，与外界应用环境也存在不可忽略的关系（如温度因素），

另外，在加工过程中也可能导致应力的改变，例如回火不当引起二次淬火裂纹、电火花线切割加工显微裂纹、机械设计时也难免导致某部位的应力集中。

-应力集中