Tỷ số giữa ứng suất lớn nhất tại chỗ tập trung ứng suất max σ (hoặc max ) với ứng suất danh nghĩa σ (hoặc ) được gọi là hệ số tập trung ứng suất lý thuyết:
max hoặc max (2.15)
Trị số σ và phụ thuộc vào hình dạng kích thước chi tiết máy và chủ yếu là phụ thuộc vào hình dạng kích thước chỗ chuyển tiếp (bán kính gĩc lượn ), cĩ khi σ và đạt trị số lớn từ 3 - 4 hoặc hơn nữa.
Việc sử dụng trực tiếp các trị số σ và vào tính tốn thực tế nhiều khi khơng thích hợp. Thí nghiệm chứng tỏ rằng do tại chỗ tập trung ứng suất xuất hiện trạng thái căng khối và do ảnh hưởng của biến dạng dẻo cho nên các đỉnh nhọn ứng suất cục bộ tùy theo điều kiện chịu tải, một phần nào được san bằng. Ngồi ra hiện tượng cứng nguội trên lớp bề mặt khi gia cơng cơ khí làm tăng bền cũng ảnh hưởng đến độ bền mỏi. Do vậy, để đánh giá sự giảm độ bền của chi tiết máy cĩ tập trung ứng suất cần phải dùng hệ số tập trung ứng suất thực tế kσ và k, là tỉ số giữa giới
hạn bền mỏi r của mẫu nhẵn khơng cĩ tập trung ứng suất với giới hạn bền mỏi rc của chi tiết máy cĩ tập trung ứng suất và cĩ cùng kích thước tiết diện:
38 rc r k hoặc rc r k (2.16)
Trong đĩ: r và r là giới hạn bền mỏi của mẫu khơng cĩ tập trung ứng suất. rc và rc là giới hạn bền mỏi của mẫu cĩ tập trung ứng suất.
Thơng thường hệ số tập trung ứng suất thực tế nhỏ hơn hệ số tập trung ứng suất lý thuyết (kσ < σ , k < ).
Các chi tiết máy cĩ hình dạng giống nhau cĩ sự tập trung ứng suất như nhau tại chỗ chuyển tiếp, nghĩa là cĩ cùng hệ số tập trung ứng suất lý thuyết tại đây là (hoặc ) nhưng nếu làm bằng vật liệu khác nhau thì hệ số tập trung ứng suất thực tế sẽ khác nhau. Đối với vật liệu nhạy với sự tập trung ứng suất thì hệ số tập trung ứng suất thực tế sẽ lớn hơn.
Giá trị của hệ số kσ, k cĩ thể tra ở các bảng số liệu trong sổ tay thiết kế cơ khí, theo hình dạng và kích thước cụ thể của những chỗ cĩ tập trung ứng suất, trên từng loại chi tiết máy khác nhau.
2.1.4.5 Cơng nghệ gia cơng cơ
Chất lượng bề mặt chi tiết máy sau gia cơng cơ được đặc trưng bởi ứng suất dư và độ nhám của lớp bề mặt. Ứng suất dư luơn tồn tại trong lớp bề mặt sau gia cơng. Nếu ứng suất kéo tồn tại trong lớp bề mặt sẽ gây giảm độ bền mỏi, ngược lại ứng suất dư nén sẽ làm tăng độ bền mỏi của chi tiết.
Cơng nghệ gia cơng bề mặt quyết định trạng thái bề mặt chi tiết máy và ảnh hưởng quan trọng đến độ bền mỏi của chi tiết máy. Lớp bề mặt chi tiết máy thường là lớp chịu ứng suất lớn nhất vì các vết nứt mỏi thường sinh ra từ bề mặt của chi tiết máy. Mọi tổn hại trên bề mặt như các vết xước gia cơng, các khuyết tật kim loại, các vết gỉ,… đều gây tập trung ứng suất, cĩ thể là nguồn phát sinh các vết nứt mỏi và làm giảm giới hạn bền mỏi.
2.1.5 Những chỉ tiêu phá hủy mỏi
2.1.5.1 Chỉ tiêu về ứng suất và biến dạng
39 suất và biến dạng lần lượt là:
const N Sim. i hay n K n n N F (2.17)
Trong đĩ: Fn - độ bền mỏi ứng với N chu kỳ. S - ứng suất ứng với N chu kỳ. Kn - số mũ của đường cong Wưhler.