Концентрация напряжений

Концентрация напряжений – это значительное повышение напряжений в местах резкого изменения геометрической формы стержня.

Причина, вызвавшая это явление – отверстие, выточка, надрез и т.д. – называется концентратором напряжения.

Количественной характеристикой концентрации напряжений являются коэффициенты концентрации напряжений:

Теоретический коэффициент концентрации напряжений – α_к, зависит только от вида и размеров концентратора. Он равен отношению максимального местного напряжения σ_max к номинальному напряжению σ_н.

Эффективный коэффициент концентрации напряжений - K_S определяют опытным путем, как отношение предела прочности σ_в детали без концентратора к пределу прочности σ_в.к. детали с концентратором напряжений.

Значения коэффициентов приводятся в справочниках.

При статических нагрузках концентрация напряжений для пластичных материалов, не является опасной благодаря перераспределению напряжений в зоне концентрации за счет текучести материала. При этом К_S = 1.

При динамических нагрузках концентрация напряжений существенно снижает прочность как хрупких, так и пластичных материалов. (Пример сломать пруток).

Рассмотрим примеры распределения напряжений в деталях с концентраторами.