20.8 : Concentrazioni di stress

Il concetto di concentrazione delle sollecitazioni è fondamentale per comprendere come i materiali rispondono alle sollecitazioni di flessione, in particolare quando sono presenti irregolarità o discontinuità nella geometria del materiale. Normalmente, si presuppone che le sollecitazioni in un elemento simmetrico soggetto a pura flessione siano distribuite uniformemente su tutta la sezione trasversale. Tale presupposto però non regge nel caso in cui vi siano variazioni nella geometria della sezione trasversale o la presenza di intagli e fori.

Il fattore di concentrazione dello stress quantifica l'aumento dello stress nei punti di discontinuità. È il rapporto tra la tensione massima alla discontinuità e la tensione nominale calcolata per la sezione trasversale uniforme. Questo fattore è essenziale nell'ingegneria della progettazione per garantire che le strutture possano resistere alle sollecitazioni senza cedere, soprattutto nei punti in cui le sollecitazioni sono amplificate a causa delle irregolarità geometriche.

Ad esempio, in una piastra con un intaglio a forma di U sottoposta a sollecitazione di flessione, il fattore di concentrazione delle sollecitazioni aumenta con l'affilatura della geometria dell'intaglio. Analogamente, per una barra tonda con foro circolare sottoposta a flessione pura, il fattore di concentrazione delle tensioni dipende dal rapporto tra il diametro del foro e il diametro della barra. Questa relazione illustra che all'aumentare del diametro del foro rispetto al diametro della barra, aumenta il fattore di concentrazione delle sollecitazioni.