應力集中是一種現象,當施力時,物體上的孔、急彎或缺陷可能會引起這種現象。這是由于物體結構的不規則性會導致某些區域產生應力。這些位置通常被稱為應力集中,因為它們代表的是應力增加的區域。結構相當均勻的物體往往比...
應力集中是一種現象,當施力時,物體上的孔、急彎或缺陷可能會引起這種現象。這是由于物體結構的不規則性會導致某些區域產生應力。這些位置通常被稱為應力集中,因為它們代表的是應力增加的區域。結構相當均勻的物體往往比具有一個或多個應力集中的類似物體更有彈性。這是因為在應力集中發現的壓力增加通常會使物體更容易受到傷害折斷、破裂或以其他方式斷裂所造成的損害。
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科學家用燒杯當物體的結構相當均勻時,應力會均勻地分布在整個物質上。一種可視化的方法是用一塊沿表面均勻分布的力線的平板在板上鉆孔時,施加在板上的任何應力都將集中在孔的兩側。這是由于力線無法穿過鉆孔時被移除的材料。力線必須繞孔而過,從而導致應力集中區域,如果施加過大的力,使電路板更容易在該點斷裂。事實上,任何缺乏完全均勻結構的物體都會含有某種應力集中。如果一個物體所用的物質含有任何污染物或缺陷,無論它有多小,它們會導致力線集中,這使得在建造承受大量應力的物體時清除任何污染物變得尤為重要。小裂縫也會導致應力集中,隨著時間的推移,會導致更大的裂縫物體的幾何結構也會導致應力集中。一些常見的例子包括空心和直角梁,以及帶有周向凹槽或肩部圓角的軸。每種形狀都有不同的應力集中模式,在某些情況下,它會導致物體或部件的失效。由于中心缺少任何支撐材料,空心方梁在扭曲時會發生故障。其他物體,如有凹槽或圓角的軸,在扭轉、彎曲或軸向力作用下會發生故障。