11.3.1  应力集中与应力集中系数

工程构件中一般都会存在凸台、拐角、缺口和孔等，这些地方都会产生应力集中。应力集中会使构件的局部应力提高，常常成为构件的薄弱环节，大量的构件疲劳试验表明疲劳源大多出现在应力集中处，因此在疲劳设计时必须考虑应力集中效应。

应力集中就是在试件外形突然变化或材料不连续的地方所发生的应力局部增大的现象，如图11-9所示。图11-9a～c所示分别为带有中心圆孔的薄板、带有圆形边缘缺口的薄板、带有圆角的薄板。可以看到，当这些板件受拉时，在缺口（包括圆孔、圆角等）处存在很大的局部应力σ_max。但稍微离开缺口的地方，应力的变化就趋于缓和。在离缺口较远处的截面上，应力基本上是均匀分布的。

图11-9 孔边应力集中示意图

应力集中的程度可用应力集中系数表示。缺口半径或圆角半径越小应力集中系数越大，表明应力集中越严重。缺口疲劳试样的应力集中程度通常采用理论应力集中系数来表征。在应力集中处的最大应力与名义应力的比值，称为理论应力集中系数，一般用K_t表示。即

K_t=σ_max/σ₀ （11-4）

式中 σ_max——应力集中处的最大局部应力；

σ₀——有应力集中截面的名义应力。

名义应力可以是净截面应力也可以是毛截面应力，即计算应力时采用试样的净截面面积或毛截面面积。毛截面面积是包括孔洞或缺口的截面面积；净截面面积是减去孔洞、缺口的截面面积。