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非接触疲労のメカニズムと接触疲労両部門のきずなを解く！
金属疲労の盲点
－即、 現場で利用できるだけでなく将来の研究、 進歩、 発展を考慮して編集してあります。－ |
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- 機械工学、 建設工学、 材料学 (金属工学、 セラミックス材料学等) の疲労破壊の不明点を解く。
- 従来の疲労の専門書に記されていない複雑な現象を解明する。
- 著者は民間企業の在職経験から疲労破壊のキーポイントを解明する。
- 金属疲労の原因ともいわれる除去加工材における疲労き裂の発生成長について詳細に解明。
- 疲労の専門書の大部分は非接触疲労の記述であるが、 本書は接触疲労 (材料学的記述) を中心に解説。
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著者 |
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曽 山 義 朗 (愛媛大学名誉教授)
渡 部 正 気 (松江工業高等専門学校教授)
古 市 博 (山梨大学工学部助教授) |
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体裁／価格 |
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体裁：Ｂ５判 140頁
定価：本体22,000円＋税
コードNo. 773 |
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機械類の80％以上は疲労破壊によって破壊する。
そのために、 機械工学、 建設工学、 材料学 (金属工学、 セラミックス材料学他) などの研究者によって多数の研究が発表されている。 長い研究の歴史もある。
それにもかかわらず不明な点が多く、 従来使用されていた材料や作動条件での構造物や機械要素の製作に際して、 十分信頼して適用可能な研究結果が常に存在しているとは言い難い。
この理由としては、 影響する要素が多く現象が複雑なことが考えられる。 しかし、 それだけであろうか。 本書には、 従来の疲労の専門書にあまり記されていないが、
実際には重要と考えられる内容を中心に編集してある。 |
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【第１章】疲労破壊をめぐる諸課題 |
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１．１ はじめに―問題解決へ向けての基本的視座
１．２ 実機部材の疲労強度予測にかかわる諸課題
(1) 切欠き効果
1) 応力集中と切欠き効果
2) 部材寸法・形状の影響
3) 材料の静的強度の影響
4) 切欠き材の疲労限度予測
(2) 寸法効果
(3) 平均応力・残留応力の影響
(4) 実働荷重のもとにおける疲労限度
(5) 腐食環境の影響
(6) 静的強度と疲労限度の関係
１．３ 疲労き裂の発生と成長の微視的過程
(1) 疲労き裂の発生
1) すべり帯におけるき裂の発生
2) 結晶粒界におけるき裂の発生
3) 非金属介在物を起点とするき裂の発生
(2) 疲労き裂の成長
1) 第Ⅰ段階成長
2) 第Ⅱ段階成長
3) き裂成長にかかわる若干の注意事項
１．４ 疲労き裂成長問題の力学的取扱い
(1) き裂成長問題検討の意義
(2) 大きな疲労き裂成長挙動
1) 応力拡大係数範囲△Ｋによる整理
2) 有効応力拡大係数範囲△Ｋｅｆｆによる整理
3) 微視的組織・材料の影響にかかわる注意事項
4) 試験条件の影響にかかわる注意事項
5) 変動荷重下のき裂成長
(3) 微小き裂の成長挙動
1) 微小き裂の成長特性
2) 微小き裂成長の下限界 |
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【第２章】疲労と機械加工 |
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２．１ 機械加工と表面層
(1) 軟質鋼の研削加工組織
(2) 硬質鋼の研削加工組織
２．２ 疲労と表面特性
(1) 疲労と表面粗さ
(2) 疲労と硬さ
(3) 疲労と残留応力
1) 破壊的方法
2) 非破壊的方法
(4) 機械加工材の疲労における表面特性の諸問題
２．３ 機械加工材の疲労き裂の起点
(1) 加工条痕
1) 軟質鋼の加工条痕
2) 硬質鋼の加工条痕
(2) 研削によるき裂
(3) 砥粒の埋込み
(4) 介在物
1) 軟質鋼の介在物
2) 硬質鋼の介在物
２．４ 穏やかな機械加工と疲労
(1) 繰返し研削加工と疲労
(2) 超軽研磨仕上げと疲労 |
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【第３章】接触疲労―メカニズムの解明が軽視されている重要な現象 |
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３．１ はじめに
３．２ 接触疲労過程で生じる諸現象
(1) 転動疲労、 滑り接触疲労、 フレッチングの共通点
(2) 接触疲労過程で現れる特異な現象
1) 粒界、 双晶境界に沿うピットの発生
2) 超高圧の発生および超高圧下で生じたと考えられるアモルファスの生成
3) 一または二方向だけに原子配列の規則性が存在する構造の生成
4) 超微細結晶 (ナノ結晶) 群の生成
5) 原子で構成される面が存在するが、 面と面との間の規則性に欠け、 結晶とは考えられない構造の生成
6) 扁平結晶群の生成
7) 酸化の促進
(3) 現象から考えられること
1) 新素材の作成
2) 地球やその他の天体内部の構造の基礎研究
3) 摩擦一般の基礎研究
３．３ 非接触疲労のメカニズム―接触疲労のメカニズムと関連させて
(1) 非接触疲労のき裂発生
(2) 非接触疲労のき裂成長
３．４ 接触疲労のメカニズム
(1) 接触疲労のき裂発生
1) 転位論に基づくメカニズム
2) 転位論に基づかないメカニズム
３．５ 観察結果、 他分野の理論などと既報の接触疲労のメカニズムとの整合性
(1) 転位のたい積によるメカニズム
1) ディラミネイション理論
2) Cheng等のメカニズム
(2) ピットによるき裂発生
(3) 強度・寿命の理論
３．６ 接触疲労メカニズムの問題点
(1) 非接触疲労のメカニズムとの関連性
(2) き裂成長メカニズムの研究の不足
(3) 摩擦に伴う組織変化の無視 |
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