Wat is een stressconcentratie?

Stressconcentratie is een fenomeen dat kan worden veroorzaakt door een gat, scherpe bocht of defect in een object wanneer kracht wordt uitgeoefend.Dit is te wijten aan het feit dat onregelmatigheden in de structuur van een object de neiging hebben om in bepaalde gebieden een opbouw van stress te opbouwen.Die locaties worden meestal stressconcentraties genoemd, omdat ze gebieden vertegenwoordigen waar stresskrachten worden verhoogd.Een object dat vrij uniform in structuur is, zal de neiging hebben veel veerkrachtiger te zijn dan een soortgelijk object met een of meer stressconcentraties.Dit komt door het feit dat de verhoogde druk die in een spanningsconcentratie wordt gevonden, een object meestal veel kwetsbaarder laat voor schade door af te breken, te barsten of op een andere manier te breken.

Wanneer de structuur van een object redelijk uniform is, stresszal de neiging hebben om gelijkmatig over de substantie te worden verdeeld.Een manier om dit te visualiseren is een plat bord met gelijkmatig verdeeld krachtlijnen die langs het oppervlak lopen.Als een gat in het bord wordt geboord, wordt elke stress die op het bord wordt toegepast aan weerszijden van het gat geconcentreerd.Dit is te wijten aan het feit dat de krachtlijnen niet door het materiaal kunnen gaan dat is verwijderd toen het gat werd geboord.De krachtlijnen moeten rond het gat gaan, wat resulteert in gebieden met geconcentreerde stress, waardoor het bord eerder op die plek breken, als overtollige kracht wordt uitgeoefend.

Vrijwel elk object dat een volledig uniforme structuur mist, zal een soort stress bevattenconcentratie.Als de stof waaruit een object wordt gemaakt, verontreinigingen of defecten bevat, hoe klein ook, ze zullen de neiging hebben om te leiden tot de concentratie van krachtlijnen.Dat maakt het vooral belangrijk om verontreinigingen te verwijderen bij het bouwen van objecten die aan veel stress worden onderworpen.Kleine scheuren resulteren ook in spanningsconcentratie, wat kan leiden tot veel grotere fracturen in de loop van de tijd.

De geometrische structuur van een object kan ook leiden tot spanningsconcentratie.Enkele veel voorkomende voorbeelden zijn holle en rechtse hoekstralen en schachten met omtrekgroeven of schouderfilets.Elk van deze vormen heeft een ander patroon van spanningsconcentratie, wat kan leiden tot het falen van een object of component onder bepaalde omstandigheden.Vanwege het ontbreken van ondersteunend materiaal in het midden, zal een holle vierkante balk de neiging hebben te falen als deze wordt gedraaid.Andere objecten, zoals assen met groeven of filets, kunnen falen onder torsie-, buig- of axiale krachten.