所謂應(yīng)力集中，是指材料受外力的影響，由外界因素或自身因素導(dǎo)致幾何形狀或者外形尺寸發(fā)生突變，從而致使材料局部區(qū)域范圍中的應(yīng)力明顯的增大。一般接頭局部區(qū)域的應(yīng)力值比平均應(yīng)力值高的現(xiàn)象便被稱作應(yīng)力集中現(xiàn)象。常見出現(xiàn)應(yīng)力集中的地方有尖角、缺口、孔洞、溝槽以及有剛性約束處及其領(lǐng)域等區(qū)域。
那么出現(xiàn)應(yīng)力集中會(huì)產(chǎn)生哪些影響呢？
一般出現(xiàn)應(yīng)力集中會(huì)導(dǎo)致物體產(chǎn)生疲勞裂紋，從而引起脆性材料斷裂。在發(fā)生應(yīng)力集中的區(qū)域，其應(yīng)力峰值會(huì)和材料的幾何形狀以及其加載方式等因素相關(guān)。因?yàn)榉逯祽?yīng)力一般會(huì)超過材料的屈服極限，所以會(huì)造成應(yīng)力的重新分配，因此實(shí)際的峰值應(yīng)力會(huì)低于理論峰值應(yīng)力。同時(shí)，局部的應(yīng)力值會(huì)隨著逐漸增高同峰值應(yīng)力點(diǎn)的間距的增加而迅速衰弱。
另外，因?yàn)閼?yīng)力集中對其在靜載荷作用下的強(qiáng)度沒有影響，因此，在相應(yīng)的條件下研究時(shí)，一般排除應(yīng)力集中的影響，如在研究塑性材料構(gòu)件的靜強(qiáng)度問題等。但是，發(fā)生應(yīng)力集中會(huì)導(dǎo)致構(gòu)件的疲勞壽命受到影響，所以研究材料的疲勞問題時(shí)，應(yīng)考慮到應(yīng)力集中的影響。還有就是對于由脆性材質(zhì)制作的構(gòu)件，應(yīng)力集中現(xiàn)象會(huì)一直到局部應(yīng)力達(dá)到強(qiáng)度極限之前，因此應(yīng)力集中對于脆性材料的影響很大。
應(yīng)力集中同很多因素有關(guān)，材料的形狀、外形結(jié)構(gòu)、材料本身性質(zhì)、外界應(yīng)用環(huán)境等都會(huì)或多或少影響到應(yīng)力集中現(xiàn)象。此外，如對材料進(jìn)行回火不當(dāng)時(shí)引起的二次淬火裂紋、切割加工時(shí)的顯微裂紋等在對物件進(jìn)行加工制作時(shí)也可能導(dǎo)致應(yīng)力發(fā)生改變，出現(xiàn)應(yīng)力集中。
應(yīng)力集中在工業(yè)生產(chǎn)中較常發(fā)生，并且極易產(chǎn)生一些危害，因此了解應(yīng)力集中以及其影響對工業(yè)生產(chǎn)等相關(guān)領(lǐng)域有著重要的作用。