什么是应力集中，为什么会有这个现象，这个概念适用范围有多广？
谢邀。十一假期，不方便写作，所以现在才来。宏观物体的应力集中是由于几何、材料、载荷不连续引起的。但是，对于DNA这种微观领域内的物质，其本身的组成就不是一个连续体，所以无法简单的用应力集中来描述。实际上微观领域根本不存在应力的概念，也就无所谓应力集中了。下面，我就从最基础的应力集中概念开始，有了这些基础才方便深入到DNA这种微观领域。
1、应力集中可能很多人都不知道什么叫应力集中，这是一个稍微专业一点的力学名词。在机械类专业大二的材料力学中有一点点介绍，但是普通的机械类专业，应力集中不是重点，授课的时候也是一带而过。真正较为详细介绍应力集中概念的是在弹性力学中，不过机械类专业很少会系统地学习弹性力学。于是，绝大部分机械类专业的人，对应力集中了解不够，更不用说其他专业的了。
上图是弹性力学中用来介绍应力集中的示例。一个较大的平面（二维问题），内含一个较小的圆孔，远处有水平方向的均匀拉应力。这种状态下，圆孔孔周，特别是上下两点的应力会非常大，是远处的3倍；而左右两点的应力则是受压，为-q。像这种由于孔洞的存在，造成应力分布不均匀，应力聚集到了一起，在局部应力增大的现象，就是应力集中。
上图的力流动如下，孔周由于空间狭小，变得更加密集。2、应力集中现象的原因应力集中的原因在于物体的不连续性：不仅仅是几何形状的不连续，也包含材料属性的不连续和外加载荷的不连续。实际上，这里暗含了弹性力学的两个基本假设：连续性假设和均质假设。几何不连续指的是物体不是一个完整的整体，内含一些孔洞，就像上面那个例子一样，孔周的局部位置，应力会远大于远处的载荷。
但是，实际上，应力集中的几何不连续远不仅限于此。如下图右边，台阶状的一个物体，远处受拉，在台阶附近的应力也会明显超过远处的应力。所以，这里的几何不连续，指的就是几何边界的线型变化，比如直线转弧线。尽管是光滑的连接（切线方向重合），但是在线型变化的连接处依然产生应力集中。材料不连续指的是物体不同的位置材料属性是不一样的，即材料不是均质的材料。
举个例子，我们给手机贴膜。手机屏幕和手机膜是两种不同的材料，在同样的载荷下，两者的响应完全不一样，从而容易脱粘分开，形成裂缝，出现几何不连续，导致应力集中现象的出现。下图中，两种不同材料的界面处，出现了微小的裂缝。如果粘接面接触良好，那么两者的变形响应必须协调，于是就会出现两侧应力不相同，存在着突变，而且一侧的应力较大，也远大于同侧的远处应力，这也是应力的集中。
载荷不连续指的是物体在同一位置两侧的载荷存在突变。实际上，集中力就是一种不连续的载荷。在集中力的作用点上，存在着力，但是就在隔壁的附近却没有力。这种载荷的突变，就是不连续。在集中力作用点处，由于受力面积接近为零，其应力状态理论上是无穷大，而附近的应力为零，这也是应力的集中。实际工程中，真正的集中力是不存在的，所以我没找到对应的图。
以下图为例吧，假如在红点出有集中力，那么这个位置的应力肯定远大于其他地方。无论是几何的不连续，材料的不连续，还是载荷不连续，实际上可以用一个词来概括：非线性。正是由于几何、材料、载荷的非线性，才导致了应力集中现象的出现。当然，这里的非线性概念更大，不仅仅包含不连续，还有大变形、塑性等等。3、应力集中现象发生的位置现在，我们应该知道应力集中是由于几何、材料、载荷的不连续引起的。
其中，材料不连续和载荷不连续的应力集中发生的位置很容易就确定了，就是发生不连续的位置处。但是，对于几何不连续，并不是所有几何不连续的地方都会发生应力集中。通常，几何不连续的应力集中发生在几何形状的凹陷处。如上图，凹陷处的应力是红色的，表明这里的应力最大。凹陷处显然也是几何不连续发生的位置。但是我们再看突起处，应力显然不是最大的。
当然，这种还是跟受力有很大的关系，根据力的传递路径，外侧突起处，不在力传递的最佳路线上。4、DNA中的应力集中现象有了上面的基础，我们再来看下DNA结构，如下图。这种双螺旋的结构，如果单独拿出来，肯定不能用传统的力学来求解，这是属于纳米力学范畴了。放大DNA结构，我们发现这个结构本身就不是一个几何规则体，也就是说存在着大量的几何不连续。
此外，不同的小球代表着不同的原子，其物理属性完全不一样，所以也存在着大量的材料不连续。从这个角度来讲，DNA肯定也存在着应力集中的现象。但是，DNA这种分子间的作用力，与宏观的应力不一样。应力是一种宏观的概念，进入微观领域后，就不存在应力的概念了。所以，严格来讲，DNA不存在应力集中。5、总结应力集中现象是由于几何、材料、载荷不连续造成的应力远超远处载荷的现象。
