塑性ひずみ振幅とは？

「歪は増えていないから応力振幅による疲労」について再度。

歪制御の低サイクル疲労でも最大歪は一定で、歪は増加していきません。

歪量で言えば、最大応力360MPaでの歪状態から、応力を240MPaに下げると弾性変形分が戻り、再度360MPaに上げると、加工硬化を起こしていなければ、その前の歪量に戻ることになりますから、「巨視局的に見ると歪は増えておらず」です。

「歪は増えていないから応力振幅による疲労」の意味がよく分かりません。応力制御でも歪制御でも、疲労ですから、繰り返し変動応力をかけることに違いありません。歪が次第に増加するためには、通常、応力も次第に増加する必要があります。

「塑性歪が蓄積する場合」の意味も良く分かりません。歪が次第に増加していくことを想定しているのでしょうか。疲労試験での破断は、引張試験のように伸びてから破断するのではなく、延性材料でもほとんど伸びることなく破断します。

当初の質問で「塑性ひずみ振幅」と有ったので、歪制御の疲労かと思ったのですが、その後の説明で応力300MPa±20%ですから、荷重制御であることが分かりました。歪制御の場合は、歪計を取り付けて試験を行い、歪の測定値に基づき荷重を制御しています。

回答(4)再追加です。補足を見ました。

負荷応力300MPa±20%(240～360MPa)なら、「応力振幅a=60MPa、平均応力300MPa」の疲労になります。
「弾性範囲で190(a)〜360(b)mpaと見なします」が、良く分かりません。
疲労試験における「歪振幅」の歪は、全歪(弾性歪＋塑性歪)です。

回答No4追加。
「塑性ひずみの蓄積で疲労破壊に至る」
違うと思います。
ひずみ制御ですから、試験終了まで、ひずみの最大値は変わりません。荷重は加工硬化のため増加していきます。ひずみが蓄積して破断するのではなく、亀裂が発生、成長して破断すると考えられています。
参考
https://www.jstage.jst.go.jp/article/jiep1993/13/1/13_1_2/_pdf

高サイクル疲労の疲労限については、疲労限度線図により応力振幅と平均応力の影響が示されていますが、低サイクル疲労における平均ひずみの影響は、まだ明確にはされていないようです。

ただグットマン線図は時間強度にも適用可能で、低サイクル疲労にも適用されている例もあるようです。

探してみると、歪制御低サイクル疲労強度に対する平均応力の影響について、少し文献がありましたが、いずれも古いものです。
(1)https://www.jstage.jst.go.jp/article/jjasnaoe1968/1970/127/1970_127_a215/_pdf/-char/en
の図12～18
(2)https://www.jstage.jst.go.jp/article/kansaiks/191/0/191_93/_pdf/-char/ja
の図8と10

(1)の図14が分かり易く、両振り(R=-1)に対し、R=0(ゼロ引張)やR=0.5,0.8(引張引張)にすると、同じ最大ひずみでの亀裂発生回数が増加していることが分かります。

歪の蓄積についての最近の考え方が、
(3)http://library.jsce.or.jp/Image_DB/committee/steel_structure/book/62270/62270-0002.pdf
の「4.1.鋼素材の低サイクル疲労」に紹介されていますが、私には詳しく説明する知識がありません。