Hvad er en stresskoncentration?

Stresskoncentration er et fænomen, der kan være forårsaget af et hul, skarp bøjning eller defekt i et objekt, når kraft påføres.Dette skyldes, at uregelmæssigheder i strukturen af et objekt vil have en tendens til at resultere i en opbygning af stress i visse områder.Disse placeringer omtales typisk som stresskoncentrationer, da de repræsenterer områder, hvor stressstyrker øges.Et objekt, der er temmelig ensartet i struktur, vil have en tendens til at være meget mere modstandsdygtig end et lignende objekt, der har en eller flere stresskoncentrationer.Dette skyldes det faktum, at det øgede tryk, der findes i en stresskoncentration, typisk efterlader et objekt, der er meget mere sårbart over for skader fra at snappe af, knække eller bryde på en anden måde.

Når strukturen af et objekt er ret ensartet, stress, stressvil have en tendens til at blive fordelt jævnt over hele stoffet.En måde at visualisere dette på er et fladt tavle med jævnt fordelt kraftlinjer, der løber langs overfladen.Hvis et hul bores ind i brættet, vil enhver stress, der anvendes til brættet, blive koncentreret på hver side af hullet.Dette skyldes det faktum, at kraftlinjerne ikke kan passere det materiale, der blev fjernet, når hullet blev boret.Kraftlinjerne skal gå rundt i hullet, hvilket resulterer i områder med koncentreret stress, hvilket gør brættet mere tilbøjeligt til at bryde på det sted, hvis overskydende kraft påføres.

Stort ethvert objekt, der mangler en helt ensartet struktur, vil indeholde en eller anden form for stresskoncentration.Hvis det stof, som et objekt er lavet af, indeholder forurenende stoffer eller defekter, uanset hvor lille, vil de have en tendens til at resultere i koncentrationen af kraftlinjer.Det gør det især vigtigt at fjerne forurenende stoffer, når man konstruerer genstande, der vil blive udsat for en masse stress.Små revner resulterer også i stresskoncentration, hvilket kan føre til meget større brud over tid.

Den geometriske struktur af et objekt kan også resultere i stresskoncentration.Nogle almindelige eksempler inkluderer hule og rigtige vinkelbjælker og aksler med perifere riller eller skulderfileter.Hver af disse former har et andet mønster af stresskoncentration, hvilket kan resultere i svigt i et objekt eller komponent under visse omstændigheder.På grund af manglen på noget understøttende materiale i midten, vil en hul firkantet stråle have en tendens til at mislykkes, hvis det er snoet.Andre genstande, såsom aksler, der har riller eller fileter, kan mislykkes under torsion, bøjning eller aksiale kræfter.