応力集中 — CAE用語解説

その通り。ボルト穴のような形状不連続部では、力の流れが「迂回」するから、穴の縁で応力が局所的に跳ね上がる。無限平板に円孔がある場合、孔の縁の応力は遠方の応力の3倍になる（Kt=3）。これが教科書で最も有名な応力集中の例だね。

Kt = σ_max / σ_nom（最大応力÷公称応力）で定義される。Ktは形状と荷重の幾何学的関係で決まるから、材料には依存しない。ピーターソンの応力集中係数ハンドブックに数百種類の形状のKt値がまとまっているよ。丸棒の段付きフィレットなら、フィレットRと軸径の比でKtが変わる。R/d = 0.1だとKt ≈ 2.5、R/d = 0.5だとKt ≈ 1.3くらいだね。

絶対に必要。応力集中部のメッシュが粗いと、ピーク応力を過小評価する。フィレットRの円弧に沿って最低3〜5要素、R方向にも2〜3層は必要。メッシュ収束チェック（メッシュを倍にしてピーク応力が変わらないか確認）も必須だよ。

静的強度については、延性材料なら降伏後に応力が再分配されて均一化されるから、応力集中=即破壊ではない。ただし疲労強度では応力集中の影響が大きく、疲労寿命が桁違いに短くなることがある。だから疲労設計ではKt（応力集中係数）からKf（疲労切欠き係数）に変換して評価するんだ。

応力集中もこの基本方程式から得られる変位場を応力に変換して評価するよ。

切欠きの形状と疲労・破壊の関係を理解するのが核心だよ。

フィレットRの拡大は応力集中低減の王道だけど、製造制約（加工工具の最小R）もあるから、設計と製造の両面から最適解を見つけてね。