金属疲労の基礎と溶接継手・ボルト締結部の強度設計入門

製品の破壊はほとんどが金属疲労によって生じるため、製品の寿命設計においては、疲労強度設計が中心となります。また、機器・構造物は、破壊の起点となる部分の形状や負荷の作用形態、使用環境などが様々であることから、それぞれに最適な寿命設計法が各種開発されています。しかし、それらは比較的難解なことが多く、基本的なことがらが良く理解されることなく運用されている例が数多く見られます。 　そこで、本講座では、初心者の入門を目的に、基礎の部分を丁寧に解説します。まず、各種構造物の破壊例について、その原因や対策法を分析し、各種の破壊メカニズムを説明します。つぎに、溶接継手とボルト締結部の疲労の特徴を一般の構造物と比較しながら説明し、強度設計法の習得を目指します。なお、各所には学んだ手順が体験できるように例題を多数配置していますので、予備知識がなくても無理なく理解できます。また、強度設計基準や強度増大法・強度改善構造はただちに実務に活用することができます。

1. 破損事故防止の考え方
2. 構造物の破壊事故例とその原因・対策
   • 延性破壊
   • 脆性破壊
   • 応力腐食割れ
   • 振動
   • 衝撃
   • 高サイクル疲労
   • 低サイクル疲労
   • 製造法・運転法起因の破壊例
3. 高サイクル疲労のメカニズムと疲労強度に及ぼす各種因子の影響
   1. 疲労破壊のメカニズム
   2. 疲労限度
   3. 各種因子の影響
4. 溶接継手・ボルト締結部の疲労強度
5. 低サイクル疲労のメカニズムと寿命設計法
6. 疲労強度増大法・強度改善構造例
7. 破壊力学の入門と溶接継手・ボルト締結部への応用
   1. 強度設計における破壊力学
   2. 応力拡大係数の値
   3. 疲労き裂進展速度と進展下限界値
   4. 溶接継手不溶着ルート部の疲労強度
   5. ボルトの疲労強度への破壊力学の応用
   6. 微小欠陥を有する部材の疲労強度
8. 溶接構造物・ボルト締結部の強度設計基準
   1. 構造強度設計の体系
   2. ASME Codeの疲労設計基準
   3. IIWの溶接継手疲労設計指針
   4. VDIのボルト締結部設計基準
• 例題・演習と解答