تركيز الإجهادات
إن التوزيع المنتظم للإجهادات على المقاطع العرضية للقضيب المشدود (المضغوط) يكون في الأماكن البعيدة نوعا ما عن موضع تأثير القوى ، وبشرط أن تكون الأبعاد العرضية على امتداد القضيب كله لا تتغير مطلقا أو تتغير تدريجيا .
وإذا تغير محيط المقطع تغيرا حادا ، يكون توزع الإجهادات غير منتظم ويحدث تحطم القضيب عند ذلك التغير .
الشكل رقم (1) يبين مخطط توزع الإجهادات الناظمية في صفيحة مثقوبة وفي صفيحة متغيرة المقطع بشكل مفاجئ ، ونرى أن الإجهادات الناظمية في الصفيحة بالقرب من الثقب تزيد عن الإجهاد الوسطي بعدد من المرات و تتناقص كلما ابتعدنا عن الثقب .
إن ظاهرة زيادة الإجهاد الحاد في الأماكن التي يتغير فيها الشكل الهندسي للقضيب بشكل حاد تسمى تركيز الإجهاد ، ويجري تحديد الإجهادات في أماكن التركيز بصورة تجريبية أو بطرق نظرية المرونة .
الشكل رقم (1)
فعلى سبيل المثال في الشكل رقم (1-a) نتائج حل مسألة توزع الإجهادات في صفيحة عريضة ذات ثقب صغير ، تؤثر عليها قوى شادة موزعة بانتظام على كامل مقطعها العرضي . إن الإجهاد الأعظمي في حافة الثقب maxσ أكبر بثلاث مرات من الإجهاد المتوسط (الاسمي ) .
أما بالنسبة للشكل رقم (1-b) ، فإن الإجهاد الأعظمي أكبر من الإجهاد الاسمي بمرتين .
- إن نسبة الإجهاد الموضعي الأعظمي إلى الإجهاد الاسمي تسمى بالمعامل النظري لتركيز الإجهادات ويرمز له KC :
ويقصد بالإجهاد الاسمي ، ذلك الإجهاد الذي يحدد بعلاقات مقاومة المواد دون الأخذ بعين الاعتبار مفعول التركيز ، فمثلا للصفيحة ذات الثقب يكون :
حيث : A : مساحة المقطع العرضي للصفيحة غير المقطع المار من الثقب .
وبشكل رئيسي يتعلق معامل تركيز الإجهادات بشكل الثقب وبأبعاده ، فمثلا من نتائج نظرية المرونة ، نجد أن توزع الإجهادات الناظمية في المقطع المار من ثقب على شكل قطع ناقص في صفيحة معرضة للشد ، الشكل رقم (2) ، يعين بالعلاقة :
حيث : (a, b) : قطري القطع الناقص .
ونلاحظ أن الإجهادات العظمى تتزايد بازدياد النسبة a/b ، أي باستطالة الثقب ، وبالتالي فالإجهادات الناظمية تصبح كبيرة جدا في نهايات
قم بتنزيل تطبيق eMufeed Android الآن
