技術資料

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構造解析用語
応力集中係数 (stress concentration factor)
外部からの力やモーメントを受ける物体の内部に発生する応力(stress)は、物体内の特定のポイントで非常に大きな値を示す場合があり、その現象を応力集中(stress concentration)と呼びます。このような応力集中現象は、さまざまな要因に起因して発生しますが、最も代表的な要因としては、物体の特徴的な形状、物体を構成する材料の不連続、点荷重(point load)のような特異な荷重と拘束条件です。

特徴的な形状や割れ目(crack)のように物体にはっきりと2つの部分にひびが入っている先端部や物体の内部に穴が存在するなどの形状の急激な変化を言います。特に、割れ目先端部には応力の値が幾何級数的に増加するため、その値を正確に計算するのは非常に困難です。

積層複合材のように異なる材料で層を成しているものは、隣接する層との境界面での材料特性(material properties)が不連続的です。その結果、物体全体が一定の温度変化や形状変化を受けても物性値に不連続な部分で応力が集中します。そして、荷重が非常に狭い面積に集中する点荷重が作用する場合も応力が集中します。

応力集中係数は、これらの特徴領域での集中応力を特徴的な状況が存在していない領域の平均応力値で割った相対的な比として定義します。

 
 
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