Стресс концентрация – это явление, которое может быть вызвано отверстием, резким изгибом или дефектом объекта при воздействии на него силы. применяемый. Это связано с тем, что неровности в структуре объекта, как правило, приводят к накоплению напряжения в определенных областях. Эти места обычно называют концентрацией напряжений, поскольку они представляют собой области, в которых силы напряжений увеличиваются. Объект, имеющий достаточно однородную структуру, имеет тенденцию быть намного более устойчивым, чем аналогичный объект, имеющий одну или несколько концентраций напряжений. Это связано с тем, что повышенное давление, обнаруживаемое при концентрации напряжений, обычно делает объект гораздо более уязвимым к повреждениям от отрыва, растрескивания или поломки каким-либо другим образом».
Когда структура объекта достаточно однородна, напряжение будет иметь тенденцию равномерно распределяться по всему веществу. Один из способов визуализировать это — плоская доска с равномерно расположенными силовыми линиями вдоль поверхности. Если в доске просверлено отверстие, любое напряжение, воздействующее на доску, будет концентрироваться по обе стороны от отверстия. Это связано с тем, что силовые линии не могут пройти через материал, который был удален при сверлении отверстия. Силовые линии должны проходить вокруг отверстия, что приводит к возникновению областей концентрированного напряжения, повышая вероятность того, что доска сломается в этом месте, если будет приложено чрезмерное усилие.
Практически любой объект, у которого отсутствует полностью однородная структура, будет содержать некоторый тип концентрации напряжений. Если вещество, из которого сделан объект, содержит какие-либо загрязнения или дефекты, какими бы малыми они ни были, они будут иметь тенденцию приводить к концентрации силовых линий. Это делает особенно важным удаление любых загрязнений при строительстве объектов, которые будут подвергаться большим нагрузкам. Небольшие трещины также приводят к концентрации напряжений, что со временем может привести к гораздо более крупным трещинам».
Геометрическая структура объекта также может привести к концентрации напряжений. Некоторые распространенные примеры включают полые и прямоугольные балки, а также валы с окружными канавками или галтели плечами. Каждая из этих форм имеет различный характер концентрации напряжений, что может привести к выходу из строя объекта или компонента при определенных обстоятельствах. Из-за отсутствия какого-либо поддерживающего материала в центре полая квадратная балка может выйти из строя, если ее скрутить. Другие объекты, такие как валы с канавками или галтелями, могут выйти из строя под действием скручивающих, изгибающих или осевых усилий.
