스트레스 집중이란?

응력 집중은 힘이 가해질 때 구멍, 날카로운 굽힘 또는 물체의 결함으로 인해 발생할 수있는 현상입니다. 이것은 물체 구조의 불규칙성이 특정 영역에서 응력을 증가시키는 경향이 있기 때문입니다. 이러한 위치는 일반적으로 응력 력이 증가하는 영역을 나타 내기 때문에 응력 집중이라고합니다. 구조상 상당히 균일 한 물체는 하나 이상의 응력 집중을 갖는 유사한 물체보다 훨씬 탄력적 인 경향이 있습니다. 이것은 응력 집중에서 발견 된 압력의 증가가 일반적으로 물체가 다른 방식으로 튀어 나오거나 갈라 지거나 파손되는 손상에 훨씬 더 취약하다는 사실에 기인합니다.

물체의 구조가 상당히 균일하면 응력은 물질 전체에 고르게 분포되는 경향이 있습니다. 이를 시각화하는 한 가지 방법은 표면을 따라 균일 한 간격의 힘선이있는 평평한 보드입니다. 구멍을 보드에 뚫 으면 보드에 가해지는 응력이 구멍의 양쪽에 집중됩니다. 힘 구멍이 구멍을 뚫을 때 제거 된 재료를 통과 할 수 없기 때문입니다. 힘선이 구멍 주위를 이동해야 응력이 집중되는 영역이 생겨 과도한 힘이 가해지면 보드가 해당 지점에서 파손될 가능성이 높아집니다.

완전히 균일 한 구조가없는 거의 모든 물체에는 어떤 유형의 응력 집중이 포함됩니다. 물체로 만들어진 물질에 오염 물질이나 결함이 포함되어 있더라도 아무리 작아도 힘선이 집중되는 경향이 있습니다. 따라서 스트레스를 많이받는 물체를 만들 때 오염 물질을 제거하는 것이 특히 중요합니다. 작은 균열은 또한 응력 집중을 초래하여 시간이 지남에 따라 훨씬 더 큰 균열을 초래할 수 있습니다.

물체의 기하학적 구조는 응력 집중을 초래할 수도 있습니다. 일반적인 예로는 중공 및 직각 빔과 원주 홈 또는 숄더 필렛이있는 샤프트가 있습니다. 이러한 각 형상은 응력 집중 패턴이 다르기 때문에 특정 상황에서 물체 나 구성 요소가 고장날 수 있습니다. 중앙에지지 물질이 없기 때문에, 속이 빈 정사각형 빔은 실패하는 경향이 있습니다. 홈이나 필렛이있는 샤프트와 같은 다른 물체는 비틀림, 굽힘 또는 축 방향 힘으로 인해 고장날 수 있습니다.