。W2/と)WO

-60-�

-61-企

- - - ほ三0・lmm R=O

m m にJ ハU ~一-

にJハU~一-tit--LE

ρゆ

55400 HT 780

A ム

'.0

0.5

0 主

。

。主

O〉〉 。 ~N 〉〉 。

H

-- ₆

ーにJ

α

4

factor 3

concent

ro t j

on 2

5t

ress

。

780切欠き材の切欠き係数の逆数1/ ^{J ( R

=

⁰

との関係 400とIIT

と応力集中係数 α 図3-7 ss

-G2-0.) mm

SS 400

R =-1

九三0.15mm R=O m

nu

m

~= qrι ο川 ・l!?

1.0

O. 5

O〉A O

。 R 〉〉 (U O主

。 で 注

5

α 4

factor 3

concentration 2

St ress

。

400切欠き材の切欠き係数の逆数1/ ß との関係

ss

と応力集中係数 α 図3-8

-63-bOO

H T 780

Stv1 570

SM 490 芝F、50匂ωωω」一←ωun比ω刀コヤ一一QEO 500

R =-1

200

εコE一×O芝

100

0

0 20

打1灯)-1

15 St _{re ss} X

( R=-l) 各種材料の線形切欠き力学による整理

図3-9

-G4-600

ロ仏玄

HT 780 500

300

F〉PONU

ω刀コ三一色「CU

ωωω」一←ω

R=O 200

Eコε一×O芝

100

」ハUnu

15 20 10

gr ad ient 5

St re ss

打1町，-1

X

R=Oにおけるss 400とHT 780切欠き材の 線形切欠き力学による整理

図3-10

...-

-G5-、

ハUハUJU『σ止で乙F〉PO也

崎圃，

ω

3300

丘EU

暗闇，

ω

SS 400

ε

コ

E

5100

芝

。

。 10 20

30 40

Stress gradi

^ent X _mm-1

図3 -1 1 1t 1反りヲ|張りにおけるSS 400切欠き材の

線形切欠き力学による?釜山

材料

SS 400 SM 490 SM 5 7 0

IIT 7 80

表3 -1 0 各種材料の切欠き係数β( _R = -1 )

β

σ B ρ。

MPa mm σ w₀ / ^{σ w 1}

一一 一一 1 . 0 ^{mm O. 6 mm}

421 ^{O. 6} 1.50 1 . 7 ₅ 5 50 ^O. 5 1 . 4. 7 1. 7 5

6 3 7 _O. 4. 1 . 5 8 1 . 7 ⁶

882 ^O. 3 1. 5 2 1 . 8 1

66

-σ w 0/ ^{σ w 2}

一一一一

1. 7 5 1 . 8 8 2. 0 0 2.11

p 。 の値が小さいということは， 切欠き材の疲労限度が切欠きの

小さいとこ ろまで影響をうけるので， 疲労限度σ υの低下率が大き

いことを意味する。 このことから， 本研究に用いた材料を比較する と， σ w 2の低下率は， _HT 780が最も大きく， SS 400が最も小さいと

言える 。

材料の疲労限度が切欠きに対して敏感であるか否かを評価するに は

σ wlとσ w 2を区別して考える必要がある。

σ w 1に対する切欠き感度を支配する主なパラ メ ー タは， き裂発生

過程の形態およびき裂発生に関与する領域の大きさによ っ て評価さ れる (l _a)0 き裂発生過程の形態として， 点発生的過程と有限領域

を単位とする発生過程に大別される ( 1 3 ) 。

点発生的過程は， 材料の表面の結晶粒径に比べはるかに小さい領

域に疲労き裂が発生し， 結晶粒内で成長する。 その後， 粒界に到達 した後， 粒界を貫いて伝ぱを続けて最終破断に至る。

ワf

Fhu

有限の領域を単位とする過程は， 結品粒程度の有限な領域が繰返し 数とともに除々にしかも全体として乱れが増してI 1結品粒程度の き裂に近づく過程である。 十分な応力繰返しの後にこの領域の先端 にひずみや応力の集中が起こり， き裂は伝ぱを開始する (13)0

点発生的過程はき裂発生に関与する領域が有限領域を単位とする 発生過程に比べかなり小さいので， 切欠きに敏感と言える。

有限領域を単位とするき裂発生過程は， き裂発生に関与する領域の 大小関係に より切欠き感度が支配される。

一方， σ w 2に対する切欠き感度は， 分岐点の位置がどこにくるかに よって支配され， ρ。 が小さいほど， 切欠きに敏感となる。

一般に切欠きに対する感受性は切欠き係数βで論じられているが 切欠きの試験片形状〈切欠き半径ρ)が異なれば， 同一材料でも同 じ現象が起こらず， 破断限度σ m ^a Xが異なる。 これは， 切欠き底の力

学的厳しさがσ m・x とp で評価されるため， たとえ応力集中係数 が 同じであ っ てもp が異なれば， 応力状態が異なるためである。 この ため， 切欠き感度を論じる際は同一形状の試験片で評価すべきであ る。

各材料の切欠き係数βはσ w 0/σ wl の場合， σ B の相違にかかわ らずp =1.0 mm で1. ₄ 7から1 . 5 8の範囲に， p =0.6 mm では 1 . 7 5から

1. 8 1 の範囲にあり， それほど大きな相違がないが， σ w 0/σ υ で は， σ Bが大きくなるに つれ， βは大きくなり切欠きに敏感である こ とを示している〈表3 - 1 0参照〉。 このことをさらに詳細に検討した のが， 図3 -6の1 /β- α の関係である。

①の領域では， 疲労限度はσ w 1で決まる。 この範囲では α はβに近 い (もちろん α >β〉ので， βの材質依存性は少ないと言えるo _{S S}

ドキュメント内 田中, 洋征 (ページ 66-74)