穴や長穴、長穴の向きに対する応力集中

機械材料に引張力がかかるとき、全体的に等しく(一様に）応力がかかる。ただし、その機械材料に穴や長穴が空くと、その付近に応力が集中し、破損しやすくなる。下記では、穴や長穴、長穴の向きに対する応力集中について考察する。

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機械材料に引張力がかかるとき、一様に応力がかかるが、穴が空けばそこに応力が集中する。

穴の種類によって応力集中はかかる。応力集中は下記で示される。

上述した通り、長穴は引張力に対し、横に広がるほど応力には弱くなり破壊に近づきやすい。一方で、縦に広がるほど、丸穴よりも応力には強くなる。

下記は具体的な寸法で計算したときの結果である。長穴の広がりによって応力が数倍になるため、むやみに長穴を大きくすべきでないことがわかる。