機械部品の破壊は、経済的損失を招くだけでなく人命が失われる大惨事につながる可能性があることから、その製造に際しては材料選定、設計が注意深く行われているはずです。しかしながら、機械部品を長期間使用した際に破損・破壊することが散見されます。この破損・破壊の多くが“疲労”を原因とすることが知られています (事故を伝えるニュース報道で「部品が金属疲労により破壊し…」 と聞いたことがある方も多いと思います) 。長期間使用する機械部品の設計には疲労強度の考慮が必要となりますが、高専や大学の機械科等で習う材料力学では、“疲労”という言葉の説明はあっても、その評価に関する解説はほとんどありません。
そこで本講義では、製造業務にたずさわる若手技術者や新人の方を対象に、金属材料に生じる疲労とその評価法について、基礎に絞って解説します。疲労の評価に必要となる力学の知識についても本講義内で解説しますので、初学者も疲労と疲労設計の基礎について習得することができます。
- 疲労の評価に必要となる材料力学の基礎
- 材料に作用する力と応力
- 材料の変形とひずみ
- 応力とひずみの関係
- 応力集中
- 金属疲労の基礎
- 疲労による事故:事例紹介
- 疲労破壊の機構とその特徴
- S-N曲線
- 疲労に及ぼす影響因子
- 応力集中
- 平均応力
- その他の因子
- 疲労強度評価のための疲労試験と疲労設計
- 疲労試験
- 疲労設計の考え方
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