Соединения: болтовые, сварные

Соединения - это типичные зоны концентрации напряжений. Сварные швы - "геометрические" концентраторы напряжений, они также имеют остаточные внутренние напряжения (термические напряжения). Существуют зоны, где неразрушающим контролем находят такие дефекты, как трещины (самый острый концентратор). Клеевые соединения имеют концентрации напряжений из-за непостоянства упругих свойств и изменяющейся геометрии.  Заклёпки и болты вставляются в отверстия, которые являются концентраторами напряжений. Силовые линии должны изгибаться при огибании соединений, которые вызывают концентрацию силовых линий у соединений.

Проектировщики должны пытаться исключать острые углы и другие недостатки из сварных соединений. Пока концентратор напряжений не удален, это может уменьшать негативный эффект на прочность соединений.

На краях склеенных поверхностей и сварных соединений существует увеличение касательных напряжений. Основной причиной увеличения напряжений является разница в жесткостях соединенных поверхностей на концах. 

Резьба также является зоной концентрации напряжений. Концентрация напряжений имеет место как в болте, так и в гайке. На первом витке действуют максимальные нагрузки и максимальные концентрации напряжений. Меньший радиус закругления даёт большие растягивающие напряжения . Менее жесткий болт имеет меньшую концентрацию напряжений на первом витке. 

Имеется несколько механизмов разрушения для пластины с концентратором. Если материал пластины хрупкий, основной механизм разрушения - отрыв - новые трещины стартуют перпендикулярно максимальным растягивающим напряжениям из кончика трещины. Для пластичного материала возможный механизм отказа - срез вдоль максимальных тангенциальных сдвигающих напряжений. Эти направления как правило не совпадают. Направление зависит от схемы нагружения и геометрии образца. 

Для растяжения (схемы 1 и 3) новые трещины возникают перпендикулярно действующим нагрузкам. Поверхность среза наклонна к направлению действия силы.  При сжатии скол параллелен силе, а поверхность сдвига наклонна к силе. При чистом сдвиге (схема 4) поверхность среза направлена вдоль максимальной оси эллиптического отверстия, а разрыв наклонен к ней. Имеются некоторые различия в направлении раскола для схем 5 и 6.

Основной механизм инициирования усталостной трещины - местные пластические деформации (например, в зоне концентрации напряжений). Усталостная трещина растёт быстрее, если максимальные напряжения выше, чем предел текучести для материала. Для этого случая время инициирования и роста трещины мало.

Сравнение диаграмм двух образцов (один с концентратором напряжений) показывает, что образец с концентратором имеет меньшее удлинение (относительная деформация) и меньшую максимальную нагрузку (напряжения). Для пластичных материалов нет прямой пропорции с теоретическим коэффициентом концентрации напряжений.