在工程設計中，用材料破壞或變形過大時的極限應力除以一個安全系數，作為最大工作應力的限值，這個限值稱為材料在拉（壓）時的許用應力。它是判定零件或構件受載后的工作應力是否安全的標準。凡是零件或構件中的工作應力不超過許用應力時，這個零件或構件在運轉中是安全的，否則不安全。在機械設計過程中，整個機械或其中某一構件總會達到某種所謂的極限狀態，如結構或構件達到最大承載能力、疲勞破壞或不適于繼續承載的變形（如疲勞裂縫、壓彎變形、整機傾翻），結構或構件達到正常使用或耐久性的某項限值的狀態（如影響操作者健康、不良振動、電動機發生過熱現象等）。
隨著載荷的增加，桿首先屈服，并在以后一直保持R1=R2不變，由于變形受到桿2的限制，結構仍能正常工作，可繼續加載。因為桿的內力為已知，問題由超靜定變為靜定，根據靜力平衡條件得：應變曲線AR2=3P-2ARs故R2=3P-2ARsA當桿2的應力也達到屈服極限，即R2=R3時，則整個結構開始塑性流動，結構失去正常工作能力，這時的狀態稱為極限狀態。，假定仍取安全系數n=2.5，可求得截面尺寸為：A=3PRsn（1+2）=nPRs=2.5@100@103250=100（mm2）而對于脆性材料，或延性差的高強鋼，這種設計方法往往又隱藏著不安全性，以致不少構件或結構在正常使用中發生斷裂事故。這是因為，在計算構件工作應力時，是假設材料連續均勻不存在缺陷，而在實驗測定材料的極限應力時，也是使用光滑的無缺陷的小試件。但實際構件在鍛打、焊接、切削等生產工藝和加工過程中，經常會出現宏觀尺寸的裂紋或缺陷；同時（即使沒有這種宏觀裂紋）材料內部的不可避免的微觀缺陷，也因外在疲勞載荷或腐蝕介質等因素作用而逐漸發展成宏觀裂紋。這種裂紋正是導致斷裂事故的根源。由于許用應力法對此不能做出良好的估算，因此雖然考慮了安全系數也不能保證構件的安全，特別是對裂紋敏感的脆性材料，分析常常不夠準確，因此很容易造成不安全的后果。許用應力法與極限狀態法的主要區別在于安全系數的采用。前者在對塑性材料的計算中相對保守，而對脆性材料往往又隱藏著危險性；后者采用分項系數來考慮結構的安全度，將載荷系數和調整系數歸入了載荷項內，因此能夠更好的反映出結構的實際安全度。
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