Concentración de tensiones

Un objeto es más resistente cuando la fuerza se distribuye uniformemente sobre su área, de tal manera que una reducción del área efectiva, por ejemplo causada por una fisura, conduce un aumento de las tensiones cerca del límite de dicho defecto (respecto a la situación en que dicho defecto no existiera).La resistencia real en fractura de un material siempre es más baja que el valor teórico precisamente porque la mayor parte de elementos resistentes contienen pequeñas fisuras o impurezas que crean un concentrador de tensiones.Las fisuras de fatiga siempre empieza como concentradores de tensiones, así pues eliminar dichos defectos incrementa la resistencia frente a fatiga.Las tensiones locales altas pueden producir un fallo más temprano de un elemento resistente, por esa razón los ingenieros diseñan las geometrías para minimizar la concentración de tensiones.Existe una longitud crítica de la fisura, tal que si ese valor es sobrepasado, la fisura continua creciendo hasta que se produce un fallo catastrófico., llega a alcanzar dos máximos sobre los dos extremos del semieje mayor dados por:para la sección (suponiendo que no hubiera concentración de tensiones).El análisis elástico implica que el radio de curvatura se aproxima a cero, el máximo de tensión crece sin límite (en la realidad cuando la tensión crece suficientemente se alcanza plastificaciones locales).[cita requerida] Actualmente, se usan frecuentemente estimaciones basada en el método de los elementos finitos (MEF).Otros enfoques teóricos que usan consideraciones sobre la elasticidad o la resistencia de materiales, permiten llegar a ecuaciones similares a las obtenidas anteriormente.Existen pequeñas diferencias entre los factores publicados en compendios, los calculados por el MEF y los valores teóricos.Muchos datos publicados fueron obtenidos de montajes experimentalres, mientras que el MEF calcula el pico de tensión directamente y las tensiones nominales pueden obtenerse promediando en el material alrededor del pico.