Co je to stresová koncentrace?
Koncentrace napětí je jev, který může být způsoben otvorem, ostrým ohybem nebo defektem v objektu, když je aplikována síla. To je způsobeno skutečností, že nepravidelnosti ve struktuře objektu budou mít v některých oblastech za následek hromadění stresu. Tato místa jsou obvykle označována jako koncentrace stresu, protože představují oblasti, kde se zvyšují stresové síly. Objekt, který má poměrně jednotnou strukturu, bude mít tendenci být mnohem odolnější než podobný objekt, který má jednu nebo více koncentrací napětí. To je způsobeno skutečností, že zvýšený tlak zjištěný při koncentraci napětí obvykle ponechává objekt mnohem zranitelnější vůči poškození způsobenému odlamováním, praskáním nebo lomem jiným způsobem.
Je-li struktura objektu poměrně jednotná, bude mít tendence k rovnoměrnému rozložení napětí v celé látce. Jedním ze způsobů, jak si to představit, je plochá deska s rovnoměrně rozmístěnými silovými liniemi probíhajícími po povrchu. Pokud se do desky vyvrtá díra, veškeré napětí působící na desku se soustředí na obě strany díry. Důvodem je skutečnost, že silové čáry nemohou procházet materiálem, který byl odstraněn při vrtání díry. Síly síly musí projít kolem díry, což má za následek oblasti soustředěného napětí, což způsobí, že se deska na tomto místě zlomí, pokud se použije nadměrná síla.
Prakticky jakýkoli objekt, který postrádá zcela jednotnou strukturu, bude obsahovat určitý typ koncentrace stresu. Pokud látka, ze které je předmět vyroben, obsahuje kontaminanty nebo defekty, bez ohledu na to, jak jsou malé, bude mít sklon vést ke koncentraci silových čar. Proto je při konstrukci předmětů, které budou vystaveny velkému stresu, zvláště důležité odstranit veškeré nečistoty. Malé trhliny také vedou ke koncentraci napětí, což může vést k mnohem větším zlomeninám v průběhu času.
Geometrická struktura objektu může také vést ke koncentraci napětí. Mezi běžné příklady patří duté a pravoúhlé nosníky a hřídele s obvodovými drážkami nebo zaoblením ramen. Každý z těchto tvarů má odlišný vzorec koncentrace napětí, což může za určitých okolností vést k selhání předmětu nebo komponenty. Kvůli nedostatku jakéhokoli podpůrného materiálu ve středu bude mít dutý čtvercový nosník tendenci k selhání, pokud bude zkroucený. Jiné předměty, jako například hřídele, které mají drážky nebo zaoblení, mohou při torzních, ohybových nebo axiálních silách selhat.