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| 部品（ボルト、シャフト、ギヤ）や構造部材（配管、レール、梁など）は疲労破壊、延性破壊、脆性破壊、クリープ破壊など種々破壊形態で壊れます。 それがき裂に関わる問題であれば、破壊力学を適用して負荷応力の推定、初期き裂寸法、破損までの繰り返し数などの推定を行ない、定量的な破壊原因の究明ができます。
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１）疲労破壊： |
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き裂進展スピードda/dN（ストライエーション間隔）を走査型電子顕微鏡SEMで観察・計測し、次にこの値とき裂進展に必要な仕事量に関係する応力拡大係数差ΔKとを関連づけたパリス則を適用します。ΔKには変動応力Δσとき裂深さaが含まれていますので、負荷応力や破断までの繰り返し数の推定が可能です。パリス則における材料固有の値C,mはき裂伝播試験で求めます。
da/dN＝C・ΔKｍ・・・・・・・・・・・・・・・パリス則
ΔK＝F・Δσ√πa・・・・・・・・・・・・・・破壊力学計算 |
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| ２）脆性破壊： |
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き裂欠陥のある構造部材に一定の応力が負荷されたとき、き裂先端から脆性破壊が発生するかどうかがよく問題となります。判断基準は、材料性能である破壊靭性値KF付が構造部材のき裂先端に作用している応力拡大係数KF付より大きいかどうかです。LNGホルダーなど低温環境で使われる材料性能KICはドライアイスで冷却したノッチ付３点曲げ試験にて求めます。 |
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| ３点曲げき裂伝播試験 |
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| 材料の亀裂伝播性能データ（C,m） |
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