Kas yra streso koncentracija?

Streso koncentracija yra reiškinys, kurį gali sukelti skylė, staigus lenkimas ar objekto defektas, kai veikiama jėga. Taip yra dėl to, kad objekto struktūros nelygumai tam tikrose srityse gali sukelti įtampą. Šios vietos paprastai vadinamos įtempių koncentracijomis, nes jos yra sritys, kuriose padidėja įtempių jėgos. Objektas, kurio struktūra yra gana vienoda, bus daug atsparesnis nei panašus objektas, turintis vieną ar daugiau įtempių koncentracijų. Taip yra dėl to, kad padidėjęs slėgis, nustatytas įtempių koncentracijoje, paprastai palieka objektą daug labiau pažeidžiamą dėl nutrūkimo, įtrūkimo ar lūžimo kokiu nors kitu būdu.

Kai objekto struktūra yra gana vienoda, įtempis bus linkęs tolygiai pasiskirstyti visoje medžiagoje. Vienas iš būdų tai įsivaizduoti yra plokščia lenta su tolygiai išdėstytomis jėgos linijomis, einančiomis išilgai paviršiaus. Jei į lentą išgręžiama skylė, bet koks įtempis, taikomas plokštei, bus sutelktas abiejose skylės pusėse. Taip yra dėl to, kad jėgos linijos negali praeiti pro medžiagą, kuri buvo pašalinta gręžiant skylę. Jėgos linijos turi eiti aplink skylę, todėl susidaro koncentruoto įtempio sritis, todėl, jei naudojama per didelė jėga, lenta toje vietoje gali sulūžti.

Beveik bet kuris objektas, neturintis visiškai vienodos struktūros, turės tam tikrą įtempių koncentraciją. Jei medžiagoje, iš kurios pagamintas objektas, yra kokių nors teršalų ar defektų, kad ir kokie maži jie būtų, jie gali sukelti jėgos linijų koncentraciją. Dėl to ypač svarbu pašalinti bet kokius teršalus statant objektus, kurie patirs daug streso. Maži įtrūkimai taip pat lemia įtempių koncentraciją, kuri laikui bėgant gali sukelti daug didesnius lūžius.

Geometrinė objekto struktūra taip pat gali sukelti įtempių koncentraciją. Kai kurie įprasti pavyzdžiai yra tuščiavidurės ir stačiakampės sijos ir velenai su apskritimo grioveliais arba pečių įpjovomis. Kiekviena iš šių formų turi skirtingą įtempių koncentracijos modelį, dėl kurio tam tikromis aplinkybėmis objektas ar komponentas gali sugesti. Dėl to, kad centre nėra jokios atraminės medžiagos, tuščiavidurė kvadratinė sija gali sugesti, jei ji bus susukta. Kiti objektai, pvz., velenai su grioveliais ar išpjovomis, gali sugesti veikiami sukimo, lenkimo ar ašinių jėgų.