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金属疲労における亀裂の入り方と進行について
2023/10/20 16:26
- 金属疲労により亀裂が入る際、一部では亀裂が45度の方向に入り始めることがあるという理論がありますが、まっすぐに入る場合もあるとされています。
- 亀裂が45度に入る場合とまっすぐに入る場合は、条件によって分かれます。
- 亀裂が45度で入った後、まっすぐに進む理由については、亀裂の成長と応力の分布の関係に起因していると考えられています。
金属疲労
2020/11/14 14:36
金属疲労により、亀裂の入り始めにおいて、45度の方向に入ることがあるようです。せん断応力が45度で最大になるという理論のようですが、45度ではなくまっすぐ亀裂が入る場合もあるとの記載もあります。
どういう条件により、45度に入る場合やまっすぐに入る場合へと分かれるのでしょうか？
また、仮に45度で亀裂が入っても、その後まっすぐに亀裂が進むようですが、これは何故でしょうか？
ご教授お願いします。
質問者が選んだベストアンサー
回答(1)追記です。
単軸引張荷重でのせん断応力は４５度方向で最大になるからです。
https://pub.nikkan.co.jp/uploads/book/pdf_file5758b59b42ec3.pdf
の図1.3の説明。
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その他の回答 （2件中 1～2件目)
(1)亀裂発生
疲労試験の応力は低いので直ちに亀裂が生じるわけではなく、まず塑性変形から始まります。変形の機構はすべり変形なので、45度方向のせん断応力により表面部で始まります。初期の亀裂はそのまますべり面に沿って45度方向に成長します。
(2)き亀裂進展
亀裂の寸法が結晶粒径の数倍以上になると亀裂先端での応力集中が大きくなり、複数のすべりを同時に起こすことができるようになります。亀裂はすべり面に沿ってはいるものの、すべり面を順次変更しながら進むことができるようになり、最大主応力と直角方向に進展していきます。
(1)の亀裂発生機構は延性材料の場合であり、すべり変形をせずに亀裂が発生するような場合、例えば延性が低い材料や粒界破壊が起点になるような場合は、最初から最大主応力と直角方向に亀裂が進展します。
参考文献
https://www.jstage.jst.go.jp/article/jsms1963/52/2/52_2_210/_pdf/-char/ja
お礼
2020/11/24 10:17
ご返事遅れても申し訳ありません。
調べていてよくわからなかったのが。なぜ「45度方向」へ行くことです。
簡単にどのようにとらえたらよろしいでしょうか？
お礼
2020/11/24 17:37
ありがとうございました！