材料的热应力
热应力又称为温度应力,它是由于构件受热不均匀而存在着温度差异,各处膨胀变形或收缩变形不一致,相互约束而产生的内应力。
产生热应力的原因很多:
(1)结构体构件的热膨胀或收缩受到外界约束。
(2 )结构体构件之间的温差。
(3)结构体内某一构件中的温度梯度。
(4)线膨胀系数不同材料的组合。
(5 )材料内部夹杂。
(6 )材料的各向异性。
热应力的主要特点:
1. 热应力随约束程度的增大而增大。
由于材料的线膨胀系数、弹性模量与泊桑比随温度变化而变化,热应力不仅与温度变化量有关,而且受初始温度的影响。
2. 热应力与零外载相平衡,是由热变形受约束引起的自平衡应力,在温度高处发生压缩,温度低处发生拉伸形变。
3. 热应力具有自限性,屈服流动或高温蠕变可使热应力降低。
对于塑性材料,热应力不会导致构件断裂,但交变热应力有可能导致构件发生疲劳失效或塑性变形累积。