U形切槽三点弯曲梁的应力集中系数

三点弯曲梁被广泛应用于测试材料的断裂性能,但对准脆性材料难以制作尖锐的裂纹,因此考虑三点弯曲梁具有U形切槽,此时可以用应力集中系数来表征切槽端部的应力峰值。用有限单元法计算了三点弯曲梁的U形切槽顶部的应力集中系数,给出了应力集中系数随切槽深度和切槽宽度变化的规律,弥补了现有应力集中系数手册的欠缺。将U形切槽梁三点弯曲的应力集中系数与对应的U形切槽梁纯弯曲的应力集中系数作比较,发现前者比后者小,最大相对偏差达到-7.3%。将所得的应力集中系数应用于三点弯曲梁的无量纲最大承载力和挠度的分析,可以全面考虑切槽深度和切槽宽度的影响。