图文并茂！应力集中系数与疲劳缺口系数

    对于含缺口的试件。

    1）在静力分析中，应力集中系数是一个重要力学概念。

    2）在疲劳分析中，疲劳缺口系数是一个重要力学概念。

    名义应力的计算公式示例。

    缺口试件的应力集中系数等于局部缺口应力除以名义应力。

    假设缺口试件的名义应力疲劳强度等于光滑试件的名义应力疲劳强度除以应力集中系数。

    光滑试件和缺口试件都使用名义应力表征，实测的S-N曲线如下图所示。可以看出，相比光滑试件，缺口试件的名义应力疲劳强度确实有所降低，但降低的比例要小于应力集中系数。所以实测数据表明，直接除以应力集中系数的假设得到的结果会过于保守。

    光滑试件的应力集中系数为1，缺口试件的应力集中系数为1.72。使用局部应力表征，实测的S-N曲线如下图所示。可以看出，由于缺口的存在，相同局部应力下，缺口试件的寿命更长；缺口试件的局部应力疲劳强度更大。所以实测数据再次表明，直接除以应力集中系数的假设得到的结果会过于保守。

    总结以上内容可得，应力集中系数适用于静力分析；如果直接用于疲劳分析，那么分析结果会过于保守。

    对于疲劳分析，更好的计算方法，缺口试件的名义应力疲劳强度等于光滑试件的名义应力疲劳强度除以疲劳缺口系数(或称为疲劳有效应力集中系数)。

    光滑试件的疲劳缺口系数为1，缺口试件的疲劳缺口系数为1.18。使用疲劳有效应力表征，实测的S-N曲线如下图所示。可以看出，疲劳缺口系数让光滑试件和缺口试件的S-N曲线更加靠近。所以实测数据表明，疲劳缺口系数适用于疲劳分析。

    疲劳缺口系数和应力集中系数的关系。

    疲劳缺口系数主要有三种理论计算方法：应力平均法，应力梯度法，应力体积法。

04.1 应力平均法

04.2 应力梯度法

04.3 应力体积法