应力集中是一种现象,当施力时,物体上的孔、急弯或缺陷可能会引起这种现象。这是由于物体结构的不规则性会导致某些区域产生应力。这些位置通常被称为应力集中,因为它们代表的是应力增加的区域。结构相当均匀的物体往往比...
应力集中是一种现象,当施力时,物体上的孔、急弯或缺陷可能会引起这种现象。这是由于物体结构的不规则性会导致某些区域产生应力。这些位置通常被称为应力集中,因为它们代表的是应力增加的区域。结构相当均匀的物体往往比具有一个或多个应力集中的类似物体更有弹性。这是因为在应力集中发现的压力增加通常会使物体更容易受到伤害折断、破裂或以其他方式断裂所造成的损害。
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科学家用烧杯当物体的结构相当均匀时,应力会均匀地分布在整个物质上。一种可视化的方法是用一块沿表面均匀分布的力线的平板在板上钻孔时,施加在板上的任何应力都将集中在孔的两侧。这是由于力线无法穿过钻孔时被移除的材料。力线必须绕孔而过,从而导致应力集中区域,如果施加过大的力,使电路板更容易在该点断裂。事实上,任何缺乏完全均匀结构的物体都会含有某种应力集中。如果一个物体所用的物质含有任何污染物或缺陷,无论它有多小,它们会导致力线集中,这使得在建造承受大量应力的物体时清除任何污染物变得尤为重要。小裂缝也会导致应力集中,随着时间的推移,会导致更大的裂缝物体的几何结构也会导致应力集中。一些常见的例子包括空心和直角梁,以及带有周向凹槽或肩部圆角的轴。每种形状都有不同的应力集中模式,在某些情况下,它会导致物体或部件的失效。由于中心缺少任何支撑材料,空心方梁在扭曲时会发生故障。其他物体,如有凹槽或圆角的轴,在扭转、弯曲或轴向力作用下会发生故障。