応力集中
ひずみに関しても同様の係数、ひずみ集中係数(factor of strain concentration)が定義される。
K ε = ε m a x ε n {\displaystyle K_{\epsilon }={\frac {\epsilon _{max}}{\epsilon _{n}}}}
ここで
Kε:ひずみ集中係数
εmax:最大ひずみ
εn:公称ひずみ
弾性範囲内ではKt=Kεだが、応力が降伏条件を満たして弾性範囲を脱すると、ひずみ集中係数は応力集中係数と異なってくる。弾性範囲を超えると、塑性により応力集中は緩和されるが、ひずみ集中は緩和されない。部材が静的負荷を受ける場合、切欠き底で弾性範囲を超えて塑性ひずみが生じるようになると、塑性領域での応力集中係数は弾性領域での応力集中係数よりも減少し、ひずみ集中係数は弾性領域よりも増大する。
塑性範囲でのひずみ集中係数と応力集中係数の関係の推定式としては、ノイバー則(Neuber's rule)がよく用いられる。ノイバー(Neuber)は、深い切欠きを有する部材が面外せん断を受ける場合の計算に基づいて次式の関係を導いた。
K σ K ε = K t {\displaystyle {\sqrt {K_{\sigma }K_{\epsilon }}}=K_{t}}
ここで
Kt:弾性応力集中係数
Kσ:塑性応力集中係数
Kε:塑性ひずみ集中係数
ただし、有限要素法による検証によると、公称応力が材料の降伏応力を超えて切欠き底が全面降伏するような条件では、ノイバー則はひずみ集中係数にやや過大な値を与える傾向がある。