在工程设计中，用材料破坏或变形过大时的极限应力除以一个安全系数，作为最大工作应力的限值，这个限值称为材料在拉（压）时的许用应力。它是判定零件或构件受载后的工作应力是否安全的标准。凡是零件或构件中的工作应力不超过许用应力时，这个零件或构件在运转中是安全的，否则不安全。在机械设计过程中，整个机械或其中某一构件总会达到某种所谓的极限状态，如结构或构件达到最大承载能力、疲劳破坏或不适于继续承载的变形（如疲劳裂缝、压弯变形、整机倾翻），结构或构件达到正常使用或耐久性的某项限值的状态（如影响操作者健康、不良振动、电动机发生过热现象等）。
随着载荷的增加，杆首先屈服，并在以后一直保持R1=R2不变，由于变形受到杆2的限制，结构仍能正常工作，可继续加载。因为杆的内力为已知，问题由超静定变为静定，根据静力平衡条件得：应变曲线AR2=3P-2ARs故R2=3P-2ARsA当杆2的应力也达到屈服极限，即R2=R3时，则整个结构开始塑性流动，结构失去正常工作能力，这时的状态称为极限状态。，假定仍取安全系数n=2.5，可求得截面尺寸为：A=3PRsn（1+2）=nPRs=2.5@100@103250=100（mm2）而对于脆性材料，或延性差的高强钢，这种设计方法往往又隐藏着不安全性，以致不少构件或结构在正常使用中发生断裂事故。这是因为，在计算构件工作应力时，是假设材料连续均匀不存在缺陷，而在实验测定材料的极限应力时，也是使用光滑的无缺陷的小试件。但实际构件在锻打、焊接、切削等生产工艺和加工过程中，经常会出现宏观尺寸的裂纹或缺陷；同时（即使没有这种宏观裂纹）材料内部的不可避免的微观缺陷，也因外在疲劳载荷或腐蚀介质等因素作用而逐渐发展成宏观裂纹。这种裂纹正是导致断裂事故的根源。由于许用应力法对此不能做出良好的估算，因此虽然考虑了安全系数也不能保证构件的安全，特别是对裂纹敏感的脆性材料，分析常常不够准确，因此很容易造成不安全的后果。许用应力法与极限状态法的主要区别在于安全系数的采用。前者在对塑性材料的计算中相对保守，而对脆性材料往往又隐藏着危险性；后者采用分项系数来考虑结构的安全度，将载荷系数和调整系数归入了载荷项内，因此能够更好的反映出结构的实际安全度。
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