1. 定义
应力奇异是指在物体的某些局部区域，应力值在理论上趋近于无穷大的现象。这种情况通常出现在几何形状突变、载荷施加方式特殊或者材料特性变化等复杂情况下。 例如，在一个带有尖锐缺口的平板受拉时，在缺口的尖端处就很可能出现应力奇异。从数学角度讲，这是由于在这些奇异点附近，应力的计算表达式中出现了分母趋近于零的情况。
2. 产生原因
（1）几何形状突变
当物体的几何形状发生突然变化时，如在直角、尖角或者厚度突变处，应力分布会受到很大影响。以一个带有小孔的受拉板为例，在孔的边缘附近，应力会高度集中。这是因为材料在这个区域的承载面积突然减小，而外力并没有改变，根据应力sigma = F/A，其中F是力，A是承载面积的计算公式，应力就会增大。当趋近于孔的边缘这个几何突变处时，承载面积趋近于零，应力在理论上就会趋近于无穷大，产生应力奇异。（2）载荷施加方式
如果载荷是以一种集中力的方式施加在一个很小的区域，也会导致应力奇异。比如一个点载荷作用在一个弹性体表面，在载荷作用点处会出现应力奇异。这是因为点载荷在数学模型中是一个理想化的情况，实际的力是分布在一定面积上的。当把力简化为一个点时，在这个点附近应力的计算就会出现奇异现象。 （3）材料特性变化
在两种材料的界面处，如果材料的弹性模量等力学性能差异很大，也可能出现应力奇异。例如，在一个由硬材料和软材料组成的复合材料结构中，当受到外力时，在两种材料的交界区域，由于应变协调的要求，应力分布会变得很复杂，有可能产生应力奇异。3. 影响和处理方法
（1）对工程的影响
应力奇异会对结构的强度分析和寿命预测产生误导。在有限元分析等数值计算中，如果不处理应力奇异，可能会得到不合理的高应力值，从而错误地判断结构的安全性。例如，在航空航天结构设计中，如果错误地将应力奇异点的高应力作为设计依据，可能会过度设计结构，增加结构重量，降低飞行器的性能；或者反之，忽视应力奇异可能导致结构在实际使用中出现疲劳裂纹等早期失效现象。 - 处理方法 （2）几何优化：通过对结构几何形状进行合理设计，避免尖锐的角和突然的形状变化。例如，将尖锐的缺口改为圆角，这样可以使应力分布更加均匀，减少应力集中程度，从而降低应力奇异的影响。 （3）细化网格（在数值计算中）：在有限元分析中，适当细化奇异区域附近的网格可以更准确地捕捉应力变化情况。但是，这并不能完全消除应力奇异，只是可以得到更合理的应力分布趋势，帮助工程师更好地理解应力集中的程度。 （4）采用合适的材料组合和界面设计：在材料界面处，可以采用过渡层等设计方法，使材料性能的变化更加平缓，从而减少应力奇异。例如，在两种不同弹性模量的材料之间加入一层具有渐变弹性模量的中间材料，以缓解由于材料特性差异引起的应力奇异。
