Mis on stressikontsentratsioon?

Stressikontsentratsioon on nähtus, mille võib põhjustada jõu rakendamisel eseme auk, järsk painutus või defekt. See on tingitud asjaolust, et objekti struktuuri ebakorrapärasused põhjustavad teatud piirkondades stressi suurenemist. Neid kohti nimetatakse tavaliselt pingekontsentratsioonideks, kuna need tähistavad piirkondi, kus pingejõud on suurenenud. Objekt, mille struktuur on üsna ühtlane, kipub olema palju vastupidavam kui sarnane objekt, millel on üks või mitu pingekontsentratsiooni. See on tingitud asjaolust, et pinge kontsentratsioonis leitud suurenenud rõhk jätab objekti tavaliselt palju haavatavamaks purunemise, pragunemise või muul viisil purunemise korral.

Kui objekti struktuur on üsna ühtlane, kipub stress jaotuma kogu aines ühtlaselt. Üks viis selle visualiseerimiseks on tasane laud, mille pinda jooksevad ühtlaselt asetsevad jõujooned. Kui plaadile puuritakse auk, koondub kõik plaadile rakendatavad pinged ava mõlemale küljele. See on tingitud asjaolust, et jõujooned ei saa läbida materjali, mis eemaldati augu puurimisel. Jõujooned peavad minema ümber augu, mille tulemuseks on kontsentreeritud pingealad, mis muudab plaadi tõenäolisemaks selles kohas purunemise, kui rakendatakse liigset jõudu.

Peaaegu kõik objektid, millel puudub täiesti ühtlane struktuur, sisaldavad teatud tüüpi pingekontsentratsiooni. Kui aine, millest objekt on valmistatud, sisaldab saasteaineid või defekte, olenemata sellest, kui väikesed need on, põhjustavad need jõujoonte kontsentratsiooni. See muudab eriti oluliseks saasteainete eemaldamise, kui ehitate objekte, mis on suure pinge all. Väikesed praod põhjustavad ka pinge kontsentratsiooni, mis võib aja jooksul põhjustada palju suuremaid purunemisi.

Ka objekti geomeetriline struktuur võib põhjustada pinge kontsentratsiooni. Mõned levinumad näited hõlmavad õõnes- ja täisnurkseid talasid ning ümbermõõdu soonte või õlaribadega varre. Igal neist kujunditest on erinev pingekontsentratsiooni muster, mis võib teatud asjaoludel põhjustada objekti või komponendi rikke. Kuna keskel puudub tugimaterjal, kipub õõnes kandiline tala väänamisel ebaõnnestuma. Teised esemed, näiteks võllid, millel on sooned või fileed, võivad väände, painde või aksiaaljõudude mõjul rikki minna.