Основной причиной различий условий, окружающих звенья, является энергия, вносимая или поглощаемая самим звеном, плюс энергия соседних звеньев. Местная энергия имеет сильную тенденцию к увеличению энергетического уровня звена. Это приводит к появлению местных концентраций напряжений или «горячих мест». Эти «горячие места» могут возникать под влиянием любых факторов нагрузки или среды. Наиболее частым фактором, несомненно, является температура; в других случаях концентрация напряжений может возникнуть вследствие механических резонансов, стоячих волн в электрических полях, утечки воды и т. д.
Прочность объектов, которые сами являются звеньями сложного объекта, также может изменяться в широких пределах. Например, в таком простом объекте, как графитовый карандаш, прочность грифеля значительно ниже прочности корпуса карандаша. Можно, конечно, сломать корпус карандаша, но безусловно легче сломать грифель. Ваш любимый диван имеет непрезентабельный вид? Обивка мягкой мебели поможет вернуть ему прежний лоск, и тем самым сэкономить на покупке нового гарнитура.
Вследствие широты вариаций, прочности отдельных звеньев и условий среды существует такой же широкий диапазон вариаций долговечности этих звеньев. Для иллюстрации рассмотрим несколько типов кривых долговечности.
Влияние вариаций прочности звена. Чтобы перевести обсуждение различных типов прочности гетерогенных звеньев на общую основу, введем определение удельной прочности. Эта величина будет всегда превышать единицу для долговечных объектов, поскольку объект откажет, если нагрузка станет равной или превзойдет его прочность. Удельная прочность может сильно изменяться, поскольку прочности отдельных звеньев не обязательно связаны между собой, и нагрузки по крайней мере в группе звеньев не зависят друг от друга. Среди всех возможных вариаций можно выделить определенные виды, которые будут представлять собой идеальные, желательные или наиболее часто встречающиеся конструктивные решения.