ค่าสัมประสิทธิ์ความเข้มข้นของความเครียด Kt คืออะไร?

Kt คืออัตราส่วนของความเค้นเฉพาะที่สูงสุดต่อความเค้นระบุที่จุดไม่ต่อเนื่องทางเรขาคณิต Kt = σ_max / σ_nom ค่านี้ขึ้นอยู่กับรูปทรงเรขาคณิตเท่านั้น ไม่ขึ้นอยู่กับวัสดุ รูวงกลมในแผ่นโลหะกว้างที่รับแรงดึงจะมีค่า Kt ≈ 3.0.

อะไรคือสาเหตุที่ทำให้เกิดความเครียดสะสม?

การเปลี่ยนแปลงรูปทรงเรขาคณิตอย่างฉับพลัน เช่น รู รอยบาก มุมโค้ง ร่องลิ่ม เกลียว ร่อง การเปลี่ยนแปลงหน้าตัด เส้นความเค้นจะเบียดกันอยู่ที่บริเวณเหล่านี้ ทำให้ความเค้นเฉพาะที่เพิ่มสูงขึ้น.

ค่า Kt มีผลต่ออายุการใช้งานเนื่องจากความเหนื่อยล้าอย่างไร?

ความเข้มข้นของความเค้นจะลดอายุการใช้งานจากการล้าลงอย่างมาก เนื่องจากรอยแตกจากการล้าจะเริ่มเกิดขึ้นที่จุดที่มีความเค้นสูงสุด ปัจจัยรอยบากจากการล้า Kf ≤ Kt จะคำนึงถึงความไวของวัสดุ: Kf = 1 + q(Kt-1) โดยที่ q คือปัจจัยความไวของรอยบาก.

เราจะลดระดับความเครียดได้อย่างไร?

ใช้รัศมีมุมโค้งที่กว้าง หลีกเลี่ยงมุมแหลม ใช้การเปลี่ยนผ่านแบบค่อยเป็นค่อยไป เพิ่มร่องระบายแรงดันใกล้กับไหล่ ขัดเงาพื้นผิวในจุดที่สำคัญ และใช้การยิงลูกปืนเพื่อสร้างความเค้นอัดตกค้างที่เป็นประโยชน์.

ปัจจัยความเข้มข้นของความเครียดของปีเตอร์สันคืออะไร?

หนังสือของปีเตอร์สันเป็นหนังสืออ้างอิงที่สมบูรณ์แบบซึ่งมีแผนภูมิและสมการสำหรับค่า Kt สำหรับรูปทรงเรขาคณิตหลายร้อยแบบ โดยให้ค่า Kt ในรูปของฟังก์ชันของอัตราส่วนทางเรขาคณิต (r/d, D/d เป็นต้น) สำหรับการรับแรงดึง แรงดัด และแรงบิด.

เครื่องมือวิศวกรรมฟรี

เครื่องคำนวณค่าสัมประสิทธิ์ความเข้มข้นของความเค้น

ค้นหาค่า Kt สำหรับรูปทรงเรขาคณิตทั่วไป เช่น รูในแผ่นโลหะ มุมโค้งมน และรอยบากรูปตัว U โดยใช้ข้อมูลจากแผนภูมิของปีเตอร์สันแบบง่าย.

แผนภูมิของปีเตอร์สันการค้นหา Kt#173

เรขาคณิต

ความกว้าง W หรือ D_major (mm)

เส้นผ่านศูนย์กลางรู d หรือ d_minor (mm)

รัศมีรอยบาก/รอยโค้ง r (mm)

ความเค้นนอมินัล σ_nom (MPa, ตัวเลือกเสริม)

ค่าที่ตั้งไว้ล่วงหน้าอย่างรวดเร็ว

ผลลัพธ์

ค่าสัมประสิทธิ์ความเข้มข้นของความเค้น Kt

—

ความเค้นเฉพาะที่สูงสุด σ_max

—

อัตราส่วนเรขาคณิต

—

ค่าสัมประสิทธิ์ความเข้มข้นของความเค้น

ค่า Kt ทั่วไป

เรขาคณิต	ช่วงค่า Kt
รูตรงกลางในแผ่นกว้าง	~3.0 (d/W ขนาดเล็ก)
ฟิเลตที่บ่า (D/d=2, r/d=0.1)	ประมาณ 1.8–2.5
รอยบากรูปตัวยู	ประมาณ 1.5–3.5
ร่องรอบวง	ประมาณ 1.5–3.0

⚠️ หมายเหตุ: ค่าเหล่านี้เป็นค่าโดยประมาณที่ได้จากสมการการปรับเส้นโค้งแบบง่าย สำหรับค่าที่แม่นยำ โปรดศึกษาค่าสัมประสิทธิ์ความเข้มข้นของความเค้นของปีเตอร์สัน หรือทำการวิเคราะห์ด้วยวิธีไฟไนต์เอเลเมนต์ (FEA) ค่า Kt ใช้สำหรับการวิเคราะห์แบบยืดหยุ่นเท่านั้น.

Kt = σ_max / σ_nom. Ratio of max local stress to nominal stress at a geometric discontinuity. Depends only on geometry, not material.

Any abrupt geometry change: holes, notches, fillets, keyways, threads, grooves. Stress flow lines crowd together, increasing local stress.

Dramatically reduces fatigue life. Fatigue notch factor Kf = 1 + q(Kt−1), where q is notch sensitivity (0 to 1, material-dependent).

Generous fillet radii, avoid sharp corners, gradual transitions, relief grooves, polished surfaces, shot peening for compressive residual stress.

The definitive reference with Kt charts for hundreds of geometries. This calculator uses simplified curve-fit approximations.

ขั้นตอนที่อธิบายไว้ในหน้านี้ได้รับการพัฒนาและทดสอบภาคสนามโดยทีมงาน Vibromera โดยใช้ Balanset-1A ซึ่งเป็นเครื่องบาลานซ์และเครื่องวิเคราะห์การสั่นสะเทือนแบบสองช่องสัญญาณชนิดพกพา สำหรับการบาลานซ์โรเตอร์หน้างาน