应力集中是一种很复杂的力学现象，实际分析很容易遇到，且当你需要处理时，实际却不仅仅像模型中所谓的修圆角那么轻易解决。个人接触的很浅显，也不是任何人可以几篇文章就能摆清楚的。下面内容是个人想要了解相关知识点的总结，算是对前面内容的一个补充。
在这结构的局部区域出现明显高于周边的应力峰值现象。通常的应力集中是指局部应力集中，其集中效应仅对局部产生影响。这句话存在两个基本含义：局部区域、应力峰值。所谓的局部区域，即指的是应力出现峰值的影响范围占整个结构极小的一部分。从整个结构上看，集中区域类似于一个点落在面上这样的比例。应力峰值，指的是出现的应力数值是明显大于这个局部区域内任意位置的。从我们之前对于带孔薄板拉伸来看，用一条路径线捕捉到了某种应力分布趋势，在曲线上可见明显的波峰出现。观察下图：
观察上图的轴的力学分析云图，发现轴肩一侧的面上与小直径轴段相接处存在高应力区域。出现应力峰值的区域为一圆环状，其区域分布区域远小于整个结构的区域。峰值区域的云图颜色明显比邻近区域要深，且呈现红色环状。综合峰值与分布区域，是符合应力集中的两个基本特征的
云图显示轴承基座加强筋与地基板之间的连接部分出现很高的应力数值，整体呈现深红色，且向临近蔓延开呈金黄色。
结构出现了应力集中，往往存在多重因素共同作用。简单想象下，应力集中是不是出现在结构特定区域、结构是不是存在特定材料、整个结构是不是又在特定的工况下。因此，粗略看结构应力集中是有三个基本要素的：材料、结构、工况。
材料前面已经做过简单的说明，材料力学阐明塑性材料对于应力集中敏感性低，脆性材料对于应力集中敏感性高，这种敏感性取决于材料本身的属性，如材料力学里面谈到的应力集中高于屈服极限致使材料塑性流动，应力重分配。引用之前关于应力集中，不同材料的之下分布的状况：
结构在应力集中中的影响，主要指的是结构几何的光顺性。说白了，就是指结构顺溜不，有没有哪些沟槽、孔洞、尖直角等结构变化很急剧的情况存在。比方我们之前接触到的杆件对拉，梁弯曲等，整个结构很干净，均匀。为什么结构的几何形状会影响到应力分布呢？其实我们早就接触到了，如各种不同的截面梁，受到正应力与剪应力分布不一样的。这种结构影响应力整体来看，还是全局的，因为在整个纵向或者横向都存在这种现象，应力集中受到的影响可是局部的。目前对于这种理解，比较形象化的是运用流体的流动现象来感性认识，之所以是感想认识，是因为流体的流动与应力集中只是在趋势相似，而本质却是不同的，当然也存在着一些使用流体流动近似计算应力分布状态的方法（扭转应力分布状态），可这并不代表两者就一样了。
这种观点认为，对于无限大的板或者立体，只要结构形状均匀（不存在急剧变化的几何）且没有载荷集中，结构就不会产生应力峰值和应力集中。一旦结构的均匀性受到破坏，如凹口、空洞或者材质不均等情况，结构就无法保持应力状态的均匀性，而引起应力干扰。这个观点也适用于等宽等厚度板或者等截面等直径的棒，而破坏几何均匀性的结构特征周围就会引起应力集中。而这个又怎么类比流体呢，因为流体理想流动受到干扰时候的流线与弹性力学里面几何结构剧变导致应力集中的分布趋势相似。第三种有因素就是工况了。应力集中除了物体固有原因以外（基础几何结构形状以及材料等），还有一部分可能是人为引入的。还记得我们之前在分析一些3D实体，有时候会用到Fixed Support。这个支撑边界可以说是完全刚性的，3D实体实体使用该边界之后会人为引入应力峰值。其原因是过定义，所以很多时候考虑使用远程位移约束。另外结构中可能会存在一些焊接工艺，在焊接接头的位置也是容易引入应力峰值的。图示的高应力便是人为引入的，实际结构的基础上又使用了焊接工艺。
还有一种不太常见的人为引入高应力情形，点加载，即对几何点实际集中力，或者对节点施加节点力，这两种都会人为引入应力峰值。随着你网格越来越精细化，此点应力会越来越高，应力呈发散趋势。这种现象是应力奇异，与应力集中不一样。随着网格精细化改善，应力集中处最终收敛于真实的应力，这是它们的本质区别，以后将学习应力奇异的有关内容。
应力集中与设计有什么关系
设计是一件十分繁杂且系统的工程，力学发展至今我们对于其仍然是知之甚少。以我个人浅见，现代设计最重要的工作，也是今后发展研究的目标，是如何精细化安全系数或者说设计裕量。我们不知道在特定的工况下，许多未深刻研究的因素将会对结构强度等目标产生怎样的影响，万能的手段诉诸安全系数，凡是搞不清楚或者没有想到的，都加大安全系数。如此看来，安全系数是实质上是一个模糊参数，包含了太多的不确定。因为种种的不确定导致结构最终设计可能变得十分笨重，生产运输累，企业成本也高。假如特定条件下的安全系数做到足够的精细化，我们清楚所要考虑的内容，也知道如何量化其影响，结构的设计将会变得比如今可靠得多。安全系数包括了许多方面，如应力集中系数、应力梯度、应力敏感度、表面质量、环境影响、材料缺陷、工况等。可见，我们要弄清楚应力集中的有关内容，实质是在研究安全系数里面的一个分支因素，是为了更进一步精细化安全系数。要研究应力集中，是要先搞清楚应力分布状态的，2D与3D的应力集中是不同的。当然还有载荷的状态，材料的可靠性，如检验材料缺陷对于强度影响，检验铸件气孔，板的裂纹与熔渣等。谈到这里怎么感觉应力集中一无是处呢，怎么都是有害影响呢，难道就没有一点益处？有时你就是想要让产品坏掉，可以用此影响。许多产品的塑料包装上有一个小口子，出厂前就已经切割好了，方便你撕开包装。另外一些地方提示你遇到紧急情况如何使用安全锤碎窗，有没有想过这个又是运用了什么呢
前面用ANSYS做一个例子，也给出了一种方法。集中系数计算难在确定名义应力，不同的名义应力会导致不同的安全系数。但是总不不会是同一个东西，每个人都不一样的，如今有一部分可以直接查找别人研究而留下的系数。这个系数只是适合于特定条件，如某类形状、材料、结构，或者是某些结构的近似计算。对于各向同性弹性材料，在学习二维应力状态时，未能指出弹性力学下的基础方程和物理量的计算，其实它们的基本物理量是与材料弹性常数无关的，仅仅取决于结构的形状。因此，集中系数也有称之为形状因子。
结构在未有出现孔槽等几何时，材料力学基本几何计算如下图所指的，等截面或者渐变横截面
当结构出现了突变截面导致应力集中以后，又如下图这般分布，下侧图是有关弹性条纹照片
应力集中系数计算，这其中关键在于分母的名义应力值的确定
上面的符号下角标t代表着理论计算，意味着上面的公式是理论应力集中系数的计算方法，也就是峰值应力是源自于弹性理论。关于名义应力的选择，有两种主要的方法：
材料力学可知在杆件拉伸情况下，其横截面上的应力是呈现均匀分布（已经做了平面假定，不考虑横截面的剪切变形），但是梁的弯曲或者轴的扭转，其横截面上的应力已经不是均匀分布了。具体举例如下：
下面是具体计算过程:
上面的（a)方法即取没有孔洞时（全截面），横截面的平均应力作为名义应力，与前面第一种相同，只是这里没有进一步区分近处与远处。（b）方法取的是孔洞处的最小横截面上的平均应力作为名义应力。注意在实际使用中，很多时都用的是方法（b）所计算的，这主要是有如下一些原因：当d/H> 0.5 ，方法（a）所计算的应力集中系数很难从“应力集中曲线线图”上读取数据，因为曲线变得很陡峭。而方法（b）计算的却容易读取的多，但是计算净截面上的最大应力还是很有必要的，因为我们通常是对净截面上的应力分布感兴趣，因此也用的多。另外在疲劳计算中，方法（b）可以计算出正确的应力梯度。总之，我们更多的时候使用的是净截面上的应力所给出的应力集中系数。事实上，如果不做疲劳计算（不包括疲劳）且d/H<0.5 ，那么采用方法（a）来简化计算也是极好的。（采用全截面平均应力作为名义应力）
到这里基本上补充完了，关于应力集中的。今后可能就不会给出这种长文，关于这个问题。往后的问题比较复杂，阐述起来很麻烦，需要贴很多图，感兴趣可以自己查阅资料。
注：仅记录学习FEM的一个过程，表达的是个人观点与认识，欢迎一起讨论学习。有疑问可以私，本号没有留言功能，无法互动。本人小白一枚，正在努力的路上。
