生活中的可靠性小案例11：窗户把手断裂

窗户把手又断了，之前也断过一次，使用次数并没有特别多。上方的图是正常的把手状态，断的形状如下方图所示。 这种悬臂梁结构，没有一个良好的圆角过渡，导致应力集中。窗户的开关，对应的是把手的推拉，受力后容易开裂。厂家一直没改，严重怀疑就是故意设计成这样来赚售后钱的。 在设计和工程领域，应力集中是一个常见的现象，它通常发生在材料或结构中的几何形状突然变化的地方，如尖锐的角、孔洞或切口等。应力集中会导致局部应力显著增大，从而可能引发材料的疲劳、断裂或破坏。降低应力集中的影响有很多种方法，圆角设计就是其中一种很常见的方法。 圆角设计是通过在材料或结构中的尖锐角处添加一段与两边相切的圆弧来消除应力集中的一种方法。这种设计能够改变局部的几何形状，使得应力分布更加均匀，从而降低局部应力值。圆角设计不仅适用于金属、塑料等硬质材料，也适用于橡胶、织物等软质材料。 飞机窗的圆角设计：为了使得载荷能够均匀的传递，不产生集中载荷，将舷窗设计成圆形或者矩形才能消除集中载荷和应力集中，避免飞行时在拐角的地方产生裂纹，从而提高飞机的实用寿命和使用次数。(图片来源：千图网) 在机械工程领域，圆角主要有以下几个作用： ●降低应力集中： 圆角设计能够改变局部的几何形状，使得应力分布更加均匀，从而降低局部应力值，减少材料疲劳和断裂的风险。对于材料热处理中存在内应应力集中，增加过渡圆角可以消除内应力所致的变形、断裂。 ●提高结构强度 ：通过降低应力集中，圆角设计能够提高结构的整体强度和稳定性，使其更加能够承受外部载荷和冲击。尤其对于悬臂类零件，增加圆角起增加强度作用。 ●改善加工性能： 在制造过程中，圆角设计能够减少刀具磨损和加工难度，提高加工效率和质量。也方便加工出来的零件比较好装配(例如一些结构设计为导圆角，使得自动落入装配)。 ●增加美观度： 圆角设计能够使得产品外观更加圆润、柔和，提高产品的美观度和用户体验。此外，在航空航天和汽车制造领域，除了美观外，圆角设计还可以用于降低飞行器和汽车的重量和阻力，同时提高结构的强度和稳定性。