¿Qué es la concentración de estrés?
La concentración de tensiones se refiere al fenómeno de que el valor máximo de tensión en un área local de una estructura o componente es superior al valor medio de tensión.
Un tipo de problema en mecánica elástica se refiere al fenómeno de aumento local de la tensión en un objeto. Generalmente ocurre en lugares donde la forma del objeto cambia drásticamente, como huecos, agujeros, ranuras y. lugares con restricciones rígidas. La concentración de tensiones puede provocar grietas por fatiga en los objetos y también puede provocar fracturas por carga estática en piezas fabricadas con materiales frágiles.
En el punto de concentración de la tensión, el valor máximo de la tensión (tensión pico) está relacionado con factores como la geometría del objeto y el método de carga. La tensión localmente elevada decae rápidamente al aumentar la distancia desde el punto máximo de tensión. Dado que la tensión máxima a menudo excede el límite elástico (consulte las propiedades mecánicas del material) y provoca la redistribución de la tensión, la tensión máxima real suele ser menor que la tensión máxima teórica calculada con base en la mecánica elástica.
Características de la concentración de tensiones
1. Localidad: La concentración de tensiones se produce en zonas específicas de la estructura, como agujeros, ranuras o bordes de la estructura. Estas áreas dan como resultado una distribución desigual de la tensión debido a cambios de forma o estructura.
2. Efecto pico: en el área de concentración de tensión, el valor de tensión suele ser mucho más alto que en otras áreas circundantes y, en ocasiones, incluso puede hacer que el valor de tensión supere el límite elástico del material.
3. Sensibilidad: La concentración de tensiones es muy sensible a los cambios en las propiedades del material, la geometría y las cargas externas. Incluso pequeñas perturbaciones externas pueden provocar cambios significativos en las concentraciones de tensiones.
4. Complejidad: El grado y la distribución de la concentración de tensiones se ven afectados por muchos factores, como las propiedades del material, la geometría, las cargas externas y las condiciones de contorno. Esto complica su predicción y mitigación.
5. Puede causar fractura: en el caso de una concentración de tensión severa, si el valor de la tensión en el área concentrada excede la resistencia a la fractura del material, puede ocurrir una fractura.
Para ver el contenido anterior, consulte la Enciclopedia Baidu: Concentración de estrés