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疲労き裂進展試験

fatigue crack growth test

 疲労き裂はき裂発生とその進展の二つの段階に分けられる.前者は材料の微視組織に敏感で,後者はき裂の寸法形状や応力の大きさにかかわる力学的な因子に支配される.疲労き裂進展試験はあらかじめき裂を想定し,1回の応力繰返し当たりのき裂進展量を定量的に求めて,材料の疲労特性を調べたり,余寿命を評価することを目的としている.aをき裂長さ,Nを応力の繰返し数とすると,破壊力学パラメータである応力拡大係数Kの変動幅ΔK疲労き裂進展速度da/dNとの間には,一般に次式の関係が成り立つ(パリス則).\[\frac{{da}}{{dN}} = C{\left( {\it \Delta K} \right)^m}\]ここに,ΔKKを表す応力を応力振幅に置換えたもの,Cmは材料定数で,mは2~7の範囲にある.上式でき裂進展が止まる限界のΔKを下限界応力拡大係数(ΔKth)と呼ぶ.このほかにもいくつかのき裂進展則が提案されている.き裂進展速度の測定には疲労予き裂を入れた試験片が用いられ,基本的な軸荷重疲労試験機や実用的なランダム荷重疲労試験機を用いる.き裂長さは,光学顕微鏡などの光学的な手段により,適当な応力繰返し間隔で測定する.