什么是应力集中 ， 为什么会有这个现象 ， 这个概念适用范围有多广？
谢邀 。十一假期 ， 不方便写作 ， 所以现在才来 。宏观物体的应力集中是由于几何、材料、载荷不连续引起的 。但是 ， 对于DNA这种微观领域内的物质 ， 其本身的组成就不是一个连续体 ， 所以无法简单的用应力集中来描述 。实际上微观领域根本不存在应力的概念 ， 也就无所谓应力集中了 。下面 ， 我就从最基础的应力集中概念开始 ， 有了这些基础才方便深入到DNA这种微观领域 。
1、应力集中可能很多人都不知道什么叫应力集中 ， 这是一个稍微专业一点的力学名词 。在机械类专业大二的材料力学中有一点点介绍 ， 但是普通的机械类专业 ， 应力集中不是重点 ， 授课的时候也是一带而过 。真正较为详细介绍应力集中概念的是在弹性力学中 ， 不过机械类专业很少会系统地学习弹性力学 。于是 ， 绝大部分机械类专业的人 ， 对应力集中了解不够 ， 更不用说其他专业的了 。
上图是弹性力学中用来介绍应力集中的示例 。一个较大的平面（二维问题） ， 内含一个较小的圆孔 ， 远处有水平方向的均匀拉应力 。这种状态下 ， 圆孔孔周 ， 特别是上下两点的应力会非常大 ， 是远处的3倍；而左右两点的应力则是受压 ， 为-q 。像这种由于孔洞的存在 ， 造成应力分布不均匀 ， 应力聚集到了一起 ， 在局部应力增大的现象 ， 就是应力集中 。
上图的力流动如下 ， 孔周由于空间狭小 ， 变得更加密集 。2、应力集中现象的原因应力集中的原因在于物体的不连续性：不仅仅是几何形状的不连续 ， 也包含材料属性的不连续和外加载荷的不连续 。实际上 ， 这里暗含了弹性力学的两个基本假设：连续性假设和均质假设 。几何不连续指的是物体不是一个完整的整体 ， 内含一些孔洞 ， 就像上面那个例子一样 ， 孔周的局部位置 ， 应力会远大于远处的载荷 。
但是 ， 实际上 ， 应力集中的几何不连续远不仅限于此 。如下图右边 ， 台阶状的一个物体 ， 远处受拉 ， 在台阶附近的应力也会明显超过远处的应力 。所以 ， 这里的几何不连续 ， 指的就是几何边界的线型变化 ， 比如直线转弧线 。尽管是光滑的连接（切线方向重合） ， 但是在线型变化的连接处依然产生应力集中 。材料不连续指的是物体不同的位置材料属性是不一样的 ， 即材料不是均质的材料 。
举个例子 ， 我们给手机贴膜 。手机屏幕和手机膜是两种不同的材料 ， 在同样的载荷下 ， 两者的响应完全不一样 ， 从而容易脱粘分开 ， 形成裂缝 ， 出现几何不连续 ， 导致应力集中现象的出现 。下图中 ， 两种不同材料的界面处 ， 出现了微小的裂缝 。如果粘接面接触良好 ， 那么两者的变形响应必须协调 ， 于是就会出现两侧应力不相同 ， 存在着突变 ， 而且一侧的应力较大 ， 也远大于同侧的远处应力 ， 这也是应力的集中 。
载荷不连续指的是物体在同一位置两侧的载荷存在突变 。实际上 ， 集中力就是一种不连续的载荷 。在集中力的作用点上 ， 存在着力 ， 但是就在隔壁的附近却没有力 。这种载荷的突变 ， 就是不连续 。在集中力作用点处 ， 由于受力面积接近为零 ， 其应力状态理论上是无穷大 ， 而附近的应力为零 ， 这也是应力的集中 。实际工程中 ， 真正的集中力是不存在的 ， 所以我没找到对应的图 。
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