平均応力の影響
出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2020/12/02 16:39 UTC 版)
繰返し応力の応力振幅が同じでも、平均応力の有無によって疲労限度の値は変わってくる。疲労限度(応力振幅)と平均応力の関係を示したものを疲労限度線図(fatigue limit diagram)あるいは耐久限度線図と呼ぶ。平均応力による疲労限度への影響を表す線図には、次のようにいくつかの種類がある。 Haighの方法：横軸に平均応力、縦軸に応力振幅を取る線図 Smithの方法：横軸に平均応力、縦軸に最大応力と最小応力を取る線図 Goodmanの方法：横軸に最小応力、縦軸に最大応力を取る線図 一般に、引張りの平均応力が加わると疲労限度は低下し、圧縮の平均応力が加わると疲労限度は上昇する傾向にある。そのため疲労限度線図は右下がりの曲線となり、いくつかの予測式が提案されている。 Goodman線図 σ a = σ w ( 1 − σ m / σ B ) {\displaystyle \sigma _{a}=\sigma _{w}(1-\sigma _{m}/\sigma _{B})} … (8) Gerber線図 σ a = σ w { 1 − ( σ m / σ B ) 2 } {\displaystyle \sigma _{a}=\sigma _{w}\left\{1-(\sigma _{m}/\sigma _{B})^{2}\right\}} … (9) Soderberg線図 σ a = σ w ( 1 − σ m / σ Y ) {\displaystyle \sigma _{a}=\sigma _{w}\left(1-\sigma _{m}/\sigma _{Y}\right)} … (10) σa-σT線図 σ a = σ w ( 1 − σ m / σ T ) {\displaystyle \sigma _{a}=\sigma _{w}\left(1-\sigma _{m}/\sigma _{T}\right)} … (11) ここで、σw : 両振り引張圧縮疲労限度、σa : 応力振幅(疲労限度)、σm : 平均応力、σB : 引張強さ、σY : 降伏応力、σT : 真破断応力。 (8)式のGoodman線図は修正Goodman線図とも呼ばれる。最初にGoodmanにより提案された線図では、当時の認識に基づき、線図における σw は引張強さσB の1/3とされていた。その後、鉄鋼材料で σw を σBの1/3とするのは安全側に過小評価し過ぎているという指摘があり、σw は実際に試験などで得られる両振り引張圧縮疲労限度を使用するように修正がされた。このような修正後のGoodman線図であること明確にする意味で、修正Goodman線図とも呼ばれる。
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