上手なRの付け方まとめさて前回までで基本的な物体の変形はほぼ説明した。初心者でもわかる材料力学を順に学びたい人はこちらの索引からどうぞ今までは一様な(同じ形状)断面での応力や変形を説明してきたが今回は、断面の形状が急激に変化する場合の応力の発生を説明する。この辺は、厳密に言えば理論があるのだろうがほとんど実験で求めた式を扱う。式の証明とか意味とかの説明は、ほぼない。ここで重要なのがどのような形状変化をさせるとどのくらい応力が増加するのか感覚を養うことが重要である。形状と応力の関係を掴んでおいて欲しい。材料力学的な説明を始める前に“応力集中ってなんとなくどんなことなのか?“という概念的な説明は次にのリンクで説明しているので良かったら覗いて見てほしい。FEM)では材料力学の応力集中を説明する。今まではただの丸棒や断面が四角で続くはりなどを考えてきたが今回は、途中で断面形状が変化する場合を考えてみる。次のような棒や板などが代表的だ。棒はo-リングなどを入れるために溝があったり、板は軽量化のためやネジの締め付けのための穴や長穴が空いていたりする。このような断面形状変化を持つ場合にどのように応力が変化するのか考えていく。応力集中ではいつも通り例題を考えていく。想像しづらいのだが幅、長さが無限の板が存在しており、中央に半径aの穴が空いている。座標は図の縦がy軸で横軸がxで中央を0とする。その板に縦方向に一様な応力σ0が発生している。このような穴が空いているとy軸が0での断面での応力は次の式で表される。円の縁の応力が一番高くなり円から離れていくほど応力はσ0に近づく。このように形状によって応力が高くなる現象を応力集中と呼ぶ。ここで応力集中の度合いを示すために基準応力σn(断面形状変化がない応力)とし最大応力をσmaxとおいて次に式で表す。