ストライエーションが観察されない疲労破面の応力推定法

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疲労破壊に起因する機械・構造物の事故解析で必要な作用応力の推定法について、従来の限られたK値の範囲でしか適用できなかった方法にかわる新手法を開発した。昨年度までの研究で、疲労破面の電気抵抗(インピーダンス)と硬さを利用した2種類の作用応力推定方法について開発を行った。その結果、一定のΔKで作製された疲労破面については、破面インピーダンスとK値、ならびに破面の硬さパラメータとK値の間に相関がみられ、これらの新しい推定法が適用できる可能性が示された。本年度は、実際の機械・構造物が変動荷重を受けることを考慮して、本研究で提案した作用応力推定法に対して、より実用的な条件下での適用性を検討した。その手順は、変動応力下で疲労破面作製とき裂進展特性データの取得を行い、変動応力の影響を考慮したき裂進展挙動の統一的整理を行い、破面硬さ法による作用応力推定を行うというものである。変動応力は周期的に過大荷重が含まれる2段多重変動応力を用い、過大荷重の頻度と大きさをパラメータとした。過大荷重によってき裂進展には遅延現象が現れた。作用応力推定のために、荷重条件の差によるき裂進展速度の違いを等価K値により整理することを試みた。等価K値を用いた整理では種々の変動荷重条件下のき裂進展曲線がほぼ一本のデータバンドに収まった。作用応力推定はこの等価K値に対して行った。その結果、破面硬さと等価K値の間に正の相関関係がみられた。2段多重変動応力の場合にも、破面の硬さから等価K値を求め、き裂進展速度を推定できる可能性が示された。