破壊力学と疲労
低サイクル疲労(破断までの繰返し数がおよそ10⁴回以下)についての説明として正しいものはどれか。
- A応力振幅を一定にして、弾性範囲の応力で評価するのが基本である
- B繰返し数が少ないので疲労き裂はできず、1回の過負荷と同じ延性破壊になる
- C1サイクルごとに塑性ひずみが生じ、塑性ひずみ振幅と寿命の関係はコフィン・マンソン則で表される
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正解：C. 1サイクルごとに塑性ひずみが生じ、塑性ひずみ振幅と寿命の関係はコフィン・マンソン則で表される
低サイクル疲労では、1サイクルごとに大きな塑性変形が繰り返され、応力より塑性ひずみの振幅が寿命を支配します。そこで、ひずみ振幅を一定にした試験で評価し、塑性ひずみ振幅 Δεp/2 と破断までの反転回数 2Nf の関係を、両対数で直線になる Δεp/2 = εf′(2Nf)ᶜ(c は約 −0.5〜−0.7)で表します。これがコフィン・マンソン則です。弾性範囲の応力振幅で評価するのは、S-N曲線やバスキン則を使う高サイクル疲労の方法です。低サイクル疲労でも、き裂が発生して進む過程を経て破断し、起動と停止を繰り返す発電設備や、熱ひずみを受ける部品で問題になります。