تمرکز تنش چیست؟
تمرکز تنش به معنی انباشت تنش در جسم به علت تغییر ناگهانی هندسه آن است. هنگامی که تغییر ناگهانی در هندسه جسم به علت ترک ها، گوشه های تیز، سوراخ ها و کاهش مقطع عرضی وجود داشته باشد، پس از آن افزایش تنش موضعی در نزدیکی این ترک ها، گوشه های تیز، سوراخ ها و مقطع عرضی کاهش یافته وجود دارد. جسم تمایل دارد از این مکان هایی که تمرکز تنش بیشتر است، شکست بخورد. بنابراین برای جلوگیری از شکست ، جسم از تمرکز تنش باید جلوگیری شود یا کاهش یابد
پیشنهاد مکتبی نو: محاسبه وزن، حجم و مرکز ثقل در سالیدورک
دلیل و اثرات
تمرکز تنش در جسم در اثر تغییر ناگهانی هندسه جسم به علت وجود ترک ها، گوشه های تیز، سوراخ، کاهش مقطع عرضی اتفاق می افتد. با توجه به این بی نظمی، افزایش شدت تنش در جسم صورت میگرد.
هنگامی که یک جسم دارای تمرکز تنش است، احتمال شکست آن افزایش می یابد. جسم تمایل دارد از محلی که در آن تمرکز تنش بیشتر است بشکند، جسمی که دارای بی نظمی های بیشتری است دارای طول عمر کمتری خواهد بود. به منظور افزایش طول عمر جسم، شدت تنش باید کاهش یابد.
ضریب تمرکز تنش
به عنوان نسبت بالاترین تنش در جسم به تنش مرجع تعریف شده است. توسط k نشان داه میشود.
σmax =بیشترین تنش یا تنش ماکسیمم
σref = تنش مرجع
مقدار نرخ تمرکز تنش برای:
- یک جسم بدون بی نظمی 1 است
- برای یک جسم که بیشترین بی نظمی یا ناپیوستگی را دارد بیشتر از یک است
روش های کاهش تمرکز تنش
چندین راه برای کاهش تمرکز تنش در یک جسم وجود دارد و چند مورد به صورت زیر است:
- پرهیز از گوشه های تیز با ایجاد خم در این نواحی
به وسیله ایجاد خم در گوشه های تیز مقطع عرضی به جای تغییر ناگهانی به تدریج تغییر میکند. و این تنش را به صورت یکنواخت در جسم پخش میکند در شکل پایین این موضوع نشان داده شده است
- به وسیله ایجاد سوراخ های کوچک کنار سوراخ های بزرگ
اگر ما جسمی داشته باشیم که دارای یک سوراخ باشد، شدت تنش اطراف سوراخ بیشتر است برای جلوگیری از این موضوع، تعدادی سوراخ ریز اطراف آن سوراخ ایجاد ایجاد میشود این کار باعث میشود تنش یکنواخت تر از قبل شود این موضوع در شکل زیر نمایش داده شده است
- با کاهش قطر اسمی یک جسم رزوه شده و مساوی کردن آن با قطر بدنه
فرض کنید ما یک جسم رزوه شده داریم و شدت استرس در قسمت رزوه شده بیشتر است. احتمال شکست جسم در بخش رزوه شده بیشتر است. می توان از طریق کاهش قطر اسمی بدنه از این موضوع جلوگیری کرد و آن را برابر با قطر مغزی قرار داد. این کار تنش را به طور یکنواخت در جسم توزیع می کند.
4. با ایجاد شکاف یا بریدگی در گوشه های تیز
در اینجا ما در مورد چیستی تمرکز تنش – تعریف، علل، اثرات و روش های کاهش آن ـ بحث کرده ایم. اگر سوالی در مورد آن دارید در صورت تمایل بپرسید. اگر این بخش از اطلاعات را مفید و ارزشمند یافتید، لایک، اشتراک گذاری و سابسکرایب کردن با ما را فراموش نکنید.
مطالب زیر را حتما مطالعه کنید
دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) چیست؟
کاربرد هوش مصنوعی در مهندسی مکانیک
هیدرولیک چیست؟ | اجزا و انواع سیستم هیدرولیک
دیدگاهتان را بنویسید