応力拡大係数
応力拡大係数は、他の工学パラメーターと同様に適用範囲に制限が存在する。応力拡大係数の導出において材料は塑性変形を考慮しない弾性体としたが、実際の材料は弾塑性体で、き裂先端の高応力によりき裂先端近傍には塑性変形が発生して塑性域が形成される。応力拡大係数を適用するには、この塑性域の大きさが、応力拡大係数の導出において前提としたき裂先端近傍応力分布 r の特異性に支配される範囲内である必要がある。このような条件を小規模降伏と呼ぶ。つまり、き裂先端の破壊に関係する領域が応力拡大係数に規定される領域よりも小さければ、実際のき裂先端での破壊現象の詳細に立ち入らなくても、応力拡大係数が等しければ、材料、環境などが等しい限り同様な現象が発生していると解釈される。
応力拡大係数のような線形弾性体に近似して得られる力学量によりき裂の挙動を評価する体系を、破壊力学の中でも線形破壊力学と呼ぶ。
式(8)の具体的な各応力成分および変位は以下のように与えられる。
.. (9)
{ u v } = K I 2 G r 2 π { cos  ( θ / 2 ) [ κ − 1 + 2 sin 2  ( θ / 2 ) ] sin  ( θ / 2 ) [ κ + 1 − 2 cos 2  ( θ / 2 ) ] } {\displaystyle {\begin{Bmatrix}u\\v\\\end{Bmatrix}}={\frac {K_{\rm {I}}}{\sqrt {2G}}}{\sqrt {\frac {r}{2\pi }}}{\begin{Bmatrix}\cos(\theta /2)\left[\kappa -1+2\sin ^{2}(\theta /2)\right]\\\sin(\theta /2)\left[\kappa +1-2\cos ^{2}(\theta /2)\right]\\\end{Bmatrix}}} ... (10)
応力拡大係数(おうりょくかくだいけいすう、英:stress intensity factor)とは、線形弾性力学により導出されるき裂先端付近の応力分布の強さを表す物理量である。破壊力学の基本物理量の1つであり、き裂や欠陥が存在する材料の強度評価に用いられる。
1950年代にアメリカ海軍研究試験所のジョージ・ランキン・アーウィン(George Rankine Irwin)により基礎概念が定義された。