在无限大平板的单向拉伸情况下,其中圆孔边缘的k=3;在弯曲情况下,对于不同的圆孔半径与板厚比值,k=1.8~3.0;在扭转情况下,k=1.6~4.0。
如下图所示的带圆孔的板条,使其承受轴向拉伸。由试验结果可知 : 在圆孔附近的局部区域内,应力急剧增大,而在离开这一区域稍远处,应力迅速减小而趋于均匀。这种由于截面尺寸突然改变而引起的应力局部增大的现象称为应力集中。在 I — I 截面上,孔边最大应力
称为理论应力集中系数,它反映了应力集中的程度,是一个大于 1 的系数。而且试验结果还表明 : 截面尺寸改变愈剧烈,应力集中系数就愈大。因此,零件上应尽量避免带尖角的孔或槽,在阶梯杆截面的突变处要用圆弧过渡。
应力集中不仅与物体的形状及外形结构有关,还与选取材料有关,与外界应用环境也存在不可忽略的关系(如温度因素),另外,在加工过程中也可能导致应力的改变,例如回火不当引起二次淬火裂纹、电火花线切割加工显微裂纹、机械设计时也难免导致某部位的应力集中。