1.1 Напряжений и концентраторы

1.1.1Внешние силы F показаны красными стрелками. Внутренние силы F' обозначены синими линиями вдоль нагружаемого элемента. Внутренние силы распределяются по-разному в каждой части структуры. Чтобы описать внутренние силы в разделе структуры материала мы используем напряжения, которые определяется как сила, деленная на площадь поперечного сечения. Напряжениям соответствует сила, действующая на единицу площади (квадратный миллиметр, квадратный дюйм, квадратный метр, и т.д.). Есть также поперечные силы, которые вызывают сдвиг. Они вызывают касательные напряжения.

1.1.2 Форма элемента будет меняться под нагрузкой. Чтобы оценить значение процесса деформации была введено соотношение удлинение к первоначальной длине. Эта величина безразмерна. Деформация линейно пропорциональна действующим напряжениям в упругой стадии работы стали.

1.1.3 Концентраторы напряжения

У концентраторов напряжений внутренние силы идут вокруг отверстия или выемки. Концентраторы напряжений являются областями, которые стремятся увеличить уровень напряжений в их зоне действия. Напряжения у концентраторов бубут тем выше, чем меьше радиус кривизны выреза. Острые углы особенно опасны, т.к. напряжения в зоне угла черезвычайно высоки.

Что может служить в качестве концентраторов напряжений? -Отверстия и болты - вырезы или канавки – резкое изменение сечения элементов конструкций.

1.3 Stress concentration factor

Концентраторы напряжений вызывают высоких напряжений в элементе. Коэфициент концентрации напряжений является отношение максимального напряжения к номинальному напряжению. Коэффициент концентрации напряжений это безразмерный параметр и его величина больше, чем 1. Существуют различные формулы для номинального напряжения, обычно это стресс в отсутствие концентратор. Авторы теории упругости доказал, что в напряжения у отверстия в три раза больше, чем номинальное напряжение растяжения вблизи отверстие в широкие пластины. Это значит, что коэффициент концентрации равен 3 для этого случая.

Больший радиус выреза в элементе будет снижать концентрацию напряжений.

1.7 Elastic-plastic stress concentration

Природа пластичности металлов является нелинейной поперечной деформации. Пластиковые регион отличается для напряженности, изгиб, чистого сдвига и других схем погрузки. Он образует «ухо» для напряженности, круглая форма для кручения и пластика «петли» для трехточечном изгибе. Пластиковые региона позволяет снижением концентрации напряжений и перераспределение внутренних сил в соседних районах. К сожалению штаммы увеличение пластмассовые зоне по сравнению с упругой региона. Штаммы не бесконечны, когда предел достигнут, будет происходить сбой. Силовые линии расширения далеко не наконечник паз в упруго пластической тела. При пластической деформации отношение максимального напряжения номинальное напряжение уменьшается по сравнению с упругой дела. С штамм происходит обратное. Штамм в паз подсказка больше, чем в упругое тело. В реальных материалов стресс в трещины (острый концентратор) не достигнет бесконечности из-за пластиковых или нелинейной деформации.