| 研究概要 |
本研究は破面解析方法の一つであるX線フラクトグラフィ法を計算機支援により, より有用な破面解析方法に発展させることを目標とし, このため問題となる基本事項について検討した. まず各種の鋼について広い応力比の下, また試験環境も実機破面を想定し, 高温大気中や腐食環境下における破面を得た. これらの破面から破面上および破面下の残留応力, 半価幅の測定データを得, 破面形成時の負荷応力拡大係数Kmax, 変化幅ΔKとの関連を検討した. これらの結果に基づき破面解析方法を検討した結果以下の結論を得た.
(1)高温酸化や腐食条件下における疲労破面においても破面上残留応力が計測でき, これを破面解析に使える可能性はあるが, この値には破面あらさの影響も大きくまたKmaxやΔKとの関連が複雑なため, 現時点では定量破面解析の基本情報としては使いにくい.
(2)破面を除去しつつ得られる破面下の残留応力は破面あらさなど破面上の各種因子の影響を受けず, しかもその分布も情報として使えるので定量破面解析の基本情報として有用である.
(3)応力比が0.5以上と極端に高い場合を除けば破面下残留応力分布に応力比の影響は少ないことが明らかとなった. したがって通常の疲労破面では破面下残留応力をもとにKmax推定が可能である. しかし逆にΔKの推定は困難である.
(4)大気中各種応力比の下でのデータより破面下残留応力分布の規則性を数式化し, これをベースに破面下薄層を2度除去その際得られるただ2つの残留応力値を用いてKmaxを推定しうる薄層除去法を提案した. またこの方法の実機破面への適用例として, SM50A鋼の腐食溶解破面および腐食生成物付着破面を用いてKmax推定を行った結果, 推定値は実際に破面を形成させた値に良く一致することが確認された.
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