应力集中是机械零件失效，尤其是疲劳断裂最常见的原因之一。好在，大多数应力集中是可以通过合理的设计手段来避免或减轻的。

　　任何几何形状的突变，都是应力集中的“重灾区”。消除尖角，是降低应力集中最直接、最有效的措施。在设计中，应优先采用圆弧（R角）代替尖角。

　　为什么有效：尖角处的应力流线会发生急剧转折，导致局部应力急剧升高。圆角则能让应力流线平滑地绕过，将应力分散在更大的面积上。

　　设计原则：圆角半径越大，应力集中系数越小。因此，在空间和装配允许的前提下，应尽可能采用最大可能的圆角半径。当设计必须采用近似直角的过渡时，可在直径较大的轴段上开设卸载槽或退刀槽来缓解应力集中。

　　除了消除尖角，避免截面的剧烈变化同样关键。截面尺寸的突然改变（如阶梯轴的轴肩）是应力集中的高发区。

　　设计原则：相邻轴段的直径不应相差过大。当需要改变截面时，应使用足够大的圆角半径进行过渡。

　　增加过渡肩环：如果增大圆角半径受到结构限制，可采用过渡肩环或内切圆角来优化应力分布。

　　当在轴与轮毂采用过盈配合时，配合面的边缘会产生很高的应力集中。

　　为什么有效：通过在轮毂上或轴上加工出专门的卸载槽（或称减荷槽），可以“引导”应力集中点从危险的配合边缘转移到槽的位置，从而有效降低峰值应力。

　　量化效果：有研究显示，合理开设卸载槽可以使应力集中系数降低15%至25%。

　　对于承受交变载荷的零件，其表面质量直接决定了疲劳寿命。因为最大应力往往发生在零件的最表层。

　　降低粗糙度：加工刀痕、划伤等微观缺陷本身就是应力集中源。对疲劳强度要求高的零件，应采用精加工方法，获得更高的表面光洁度。

　　表面强化处理：通过喷丸、滚压等工艺，在零件表面引入有益的残余压应力。这个压应力层可以有效抵消部分工作拉应力，大幅提高抗疲劳能力。

　　焊接结构由于存在焊缝、热影响区和残余应力，是应力集中的高发区域。设计时应遵循以下原则：

　　避免焊缝交汇：应避免多条焊缝在同一个位置汇集，防止局部应力过大。

　　等厚度过渡：对于不等厚钢板的对接，应将较厚板按一定斜度削薄过渡后再进行焊接，以避免形状突变。

　　改善焊趾形状：通过打磨等工艺改善焊趾部位的几何形状，可以显著降低该处的应力集中系数。