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從巧克力到“應(yīng)力集中”

2023-02-26 04:32 作者:實名上網(wǎng)江景哲  | 我要投稿

生活中我們的巧克力是刻了槽的,這是為了更精確的掰下來一小塊,可是背后的原因又是什么呢?又是我想到SolidWorks的力學(xué)仿真來試圖解釋這一現(xiàn)象

首先我們在研究問題是可以先進(jìn)行理想化的精簡,如圖一,這是一塊板子,圖二是圖一板子尺寸一樣的板子,但是開了個v形的槽?,F(xiàn)在我們分別向這個板子的右上方的邊施加豎直向下的壓力,觀察應(yīng)力圖,可以看出,沒有槽的板子應(yīng)力(圖三)分布比較緩和,而開了槽的板子(圖四),可以明顯觀察的槽處的應(yīng)力更密集。因而這個地方就是更有可能斷裂的地方。為什么更大的應(yīng)力代表著更容易短呢,可能是因為應(yīng)力也會產(chǎn)生應(yīng)變,也是一種形變,就行彈簧的彈性是有限度的,東西們的應(yīng)變也是有限度的,大于某個閾值就會損壞。

板子
開槽板子
普通板子應(yīng)力分布
開槽板子應(yīng)力分布

再來對巧克力(圖五)施加相同的實驗吧,觀察受力巧克力形狀材料的周圍槽,顏色比其他槽更加暖,代表著更大的應(yīng)力,也代表著斷裂的可能性比其他巧克力塊更加大。因而在巧克力上開的槽更方便你每次只吃一小塊

巧克力應(yīng)力分布,左下角為受力巧克力

。

類似的原理還可以體現(xiàn)在玻璃刀,玻璃刀切割玻璃并不能直接把玻璃切斷,而是開一道小槽,之后師傅再去敲打,玻璃才會按規(guī)則折斷。

因此,一定保護(hù)好我們的碳纖維車架,因為一旦產(chǎn)生裂縫,后果是不可預(yù)估的。

千里之堤,潰于蟻穴

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