等應力線

具有相等應力值的點連線起來的線稱為等應力線。

基本介紹

• 中文名：等應力線
• 定義：通用的有限元後處理中位移圖
• 特點：該法簡單且快速
• 類別：科學

簡介

在實驗應力分析方法的脆性塗層法中，用一種特殊的塗料塗在工程構件或模型表面結成脆性層，載入後根據塗層的裂紋可確定主應力方向和估計主應力大小。當此構件由於載入而產生的應變在某點達到一定的臨界值時，該點的塗層就出現一條和主應力方向垂直的裂紋。把同一載荷下所有裂紋的端點連線起來，連線線上各點具有相等的應力值，稱為等應力線。通過逐級載入，可得到幾乎遍布整個塗層表面的裂紋圖，和對應於不同載荷的等應力線。

試驗

構件在試驗前，表面應先拋光，除淨油污、鐵鏽和漆皮，然後噴上一層鋁粉漆，以提高裂紋清晰度，待底漆乾燥後，即可噴塗脆性塗料。塗層應厚薄均勻，厚度—般為0.15毫米左右。塗料經養護處理結成脆性層後，即可對構件進行載入試驗。一般採用逐級載入法，每次載入後，將所有裂紋的端點勾畫出來，標上所對應的載荷或代號，直到整個塗層表面布滿裂紋，或最高應力區將進入塑性狀態時為止。若無法進行逐級載入，可在構件的幾個對稱部分上，或在幾個完全相同的構件上，塗以不同靈敏度的塗料，在完全相同的條件下進行試驗，以獲得對應於不同靈敏度的裂紋圖和等應力線。有時還可在塗層表面塗上染色劑，或利用靜電技術以增加裂紋清晰度。

圖1　圓柱銷的等應力線

進行定量分桁時，須對塗層進行標定。通常在試驗的同時，對特製的標定梁（用和構件相同的材料製成，和構件同時噴上塗料，並在相同的條件下進行處理）施加某固定的載荷，或使構件產生一定的撓度，測出塗層開裂的應變ε*。

構件中的主應力通常按下式計算：

式中σ_i為第i條等應力線上各點的主應力；P_i為第i條等應力線所對應的載荷；P為構件實際應受的載荷；E為構件材料的彈性模量；ε*為塗層開裂的應變。