如何避免缺口效应对构件疲劳强度的影响？

缺口等应力集中部位的存在会大大降低构件的疲劳强度。实际机械部件的疲劳破坏多起源于这样的应力集中部位。定义疲劳缺口系数（fatigue notch factor）为

式中：σw0为光滑试样的疲劳极限；σw为带缺口试样的疲劳极限；β＞1，但一般小于按弹性假定计算出的应力集中系数α。

对于高强度材料或α值不大的情形，β与α的值很接近，如图8-15所示。因为这种情况下材料的塑性变形较小，局部应力约等于按弹性假定计算出来的应力值。

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图8-15　疲劳缺口系数β与应力集中系数α

对于尖缺口试样的疲劳试验，缺口根部形成的疲劳裂纹在扩展一个很小的距离（0.1～1 mm）后可能停止扩展。这样的裂纹称为不扩展裂纹，其产生的条件如图8-16所示。

图8-16　不扩展裂纹产生的条件

在应力集中系数α较小时，缺口根部一旦形成疲劳裂纹，则该裂纹就会一直扩展，直至试样断裂。因此，裂纹形成的临界应力（对应图8-16中连接空心圆的实线）就是缺口试样的疲劳极限。在α大于某个值以后，使裂纹扩展至断裂所需应力σw2大于相应的裂纹形成的临界应力σw1，因此，应力不增加时，裂纹在形成后将停止扩展，如图8-16中的阴影部分所示。点A是产生不扩展裂纹时对应的α的最小点，称为分歧点，相应的缺口根部曲率半径ρ为一常数。以A点为界，其左边区域的疲劳极限为σw1，其右边区域的疲劳极限为σw2。