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从巧克力到“应力集中”

2023-02-26 04:32 作者:实名上网江景哲  | 我要投稿

生活中我们的巧克力是刻了槽的,这是为了更精确的掰下来一小块,可是背后的原因又是什么呢?又是我想到SolidWorks的力学仿真来试图解释这一现象

首先我们在研究问题是可以先进行理想化的精简,如图一,这是一块板子,图二是图一板子尺寸一样的板子,但是开了个v形的槽。现在我们分别向这个板子的右上方的边施加竖直向下的压力,观察应力图,可以看出,没有槽的板子应力(图三)分布比较缓和,而开了槽的板子(图四),可以明显观察的槽处的应力更密集。因而这个地方就是更有可能断裂的地方。为什么更大的应力代表着更容易短呢,可能是因为应力也会产生应变,也是一种形变,就行弹簧的弹性是有限度的,东西们的应变也是有限度的,大于某个阈值就会损坏。

板子
开槽板子
普通板子应力分布
开槽板子应力分布

再来对巧克力(图五)施加相同的实验吧,观察受力巧克力形状材料的周围槽,颜色比其他槽更加暖,代表着更大的应力,也代表着断裂的可能性比其他巧克力块更加大。因而在巧克力上开的槽更方便你每次只吃一小块

巧克力应力分布,左下角为受力巧克力



类似的原理还可以体现在玻璃刀,玻璃刀切割玻璃并不能直接把玻璃切断,而是开一道小槽,之后师傅再去敲打,玻璃才会按规则折断。

因此,一定保护好我们的碳纤维车架,因为一旦产生裂缝,后果是不可预估的。

千里之堤,溃于蚁穴

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