18.19 : Concentraciones de estrés

La concentración de tensiones ocurre cuando la tensión se intensifica cerca de discontinuidades como agujeros o cambios abruptos en la sección transversal de un miembro estructural. Esta tensión localizada a menudo puede superar la tensión promedio dentro del miembro. La distribución de tensiones en barras planas, ya sea con un orificio circular o de diferentes anchos conectadas por filetes, se puede determinar experimentalmente utilizando un método fotoelástico. Los resultados se basan en proporciones de parámetros geométricos como la relación entre el radio del agujero y el ancho más pequeño en el caso de un agujero circular y las relaciones entre el radio del agujero y el ancho más pequeño y el ancho más grande con respecto al ancho más pequeño para los filetes.

El diseño estructural no tiene cómo objetivo mapear la distribución exacta de la tensión, sino garantizar que la tensión máxima en una sección determinada no exceda la tensión permitida bajo cargas específicas con un factor de concentración de tensión. Este factor, definido como la relación entre las tensiones máximas y promedio en la sección crítica, ayuda a determinar la tensión máxima cerca de una discontinuidad bajo una carga axial determinada. Sin embargo, es importante señalar que este método sólo es válido si la tensión máxima no excede el límite proporcional del material porque los factores de concentración de tensión se determinan asumiendo una relación lineal entre tensión y deformación.