JPH0682353A - 疲労亀裂伝播下限界応力拡大係数範囲の測定方法 - Google Patents
疲労亀裂伝播下限界応力拡大係数範囲の測定方法Info
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- JPH0682353A JPH0682353A JP23667192A JP23667192A JPH0682353A JP H0682353 A JPH0682353 A JP H0682353A JP 23667192 A JP23667192 A JP 23667192A JP 23667192 A JP23667192 A JP 23667192A JP H0682353 A JPH0682353 A JP H0682353A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 金属材料の疲労亀裂伝播下限界応力拡大係数
範囲を、短時間かつ精度良く測定する方法を提供する。 【構成】 金属材料に繰返し荷重を与えて疲労亀裂長さ
を測定し、応力拡大係数範囲と亀裂伝播速度との関係を
求める実験において、まず両者の関係がパリス則に従う
領域IIで測定を行ない両者の回帰式を求める。次に、徐
々に荷重を下げていき、領域I において測定した少なく
とも３個の亀裂伝播速度のうち少なくとも１個は回帰式
で求めた亀裂伝播速度の１／３以下となる応力拡大係数
範囲およびこれに対する亀裂伝播速度を測定値する。こ
れらの領域I と領域IIの測定値を用いて非線形最適化法
により疲労亀裂伝播下限界応力拡大係数範囲を決定す
る。
範囲を、短時間かつ精度良く測定する方法を提供する。 【構成】 金属材料に繰返し荷重を与えて疲労亀裂長さ
を測定し、応力拡大係数範囲と亀裂伝播速度との関係を
求める実験において、まず両者の関係がパリス則に従う
領域IIで測定を行ない両者の回帰式を求める。次に、徐
々に荷重を下げていき、領域I において測定した少なく
とも３個の亀裂伝播速度のうち少なくとも１個は回帰式
で求めた亀裂伝播速度の１／３以下となる応力拡大係数
範囲およびこれに対する亀裂伝播速度を測定値する。こ
れらの領域I と領域IIの測定値を用いて非線形最適化法
により疲労亀裂伝播下限界応力拡大係数範囲を決定す
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、金属材料の疲労亀裂
伝播応力下限界応力拡大係数範囲の測定方法に関する。
伝播応力下限界応力拡大係数範囲の測定方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】微小な亀裂が生じた構造物部品の寿命推
定において、亀裂伝播速度が一つの目安になる。亀裂伝
播速度は、材質、応力、荷重繰返し数、亀裂長さなどに
よって影響を受け、疲労亀裂伝播試験により実験的に求
められる。疲労亀裂伝播試験では、負荷した荷重の繰返
し数Ｎと亀裂長さａの関係を測定し、その測定値から回
帰式などを用いて亀裂伝播速度ｄａ／ｄＮを演算で求め
る。荷重繰返し数Ｎと亀裂長さａとの関係は連続的に測
定できないので、通常は荷重繰返し数Ｎの１００回〜１
００万回おきに亀裂長さａを測定する。
定において、亀裂伝播速度が一つの目安になる。亀裂伝
播速度は、材質、応力、荷重繰返し数、亀裂長さなどに
よって影響を受け、疲労亀裂伝播試験により実験的に求
められる。疲労亀裂伝播試験では、負荷した荷重の繰返
し数Ｎと亀裂長さａの関係を測定し、その測定値から回
帰式などを用いて亀裂伝播速度ｄａ／ｄＮを演算で求め
る。荷重繰返し数Ｎと亀裂長さａとの関係は連続的に測
定できないので、通常は荷重繰返し数Ｎの１００回〜１
００万回おきに亀裂長さａを測定する。
【０００３】亀裂伝播速度ｄａ／ｄＮは応力拡大係数幅
ΔＫの関数として与えられる。応力拡大係数幅ΔＫは次
式で表わされる。
ΔＫの関数として与えられる。応力拡大係数幅ΔＫは次
式で表わされる。
【０００４】 ΔＫ＝Ｆ・σmax （πａ）1/2 −Ｆ・σmin （πａ）1/2 ……（１） ここで、σmax およびσmin はそれぞれ繰返し荷重によ
り試験片に加わる最大および最小応力である。また、Ｆ
は試験片の形状による補正係数であり、πは円周率であ
る。
り試験片に加わる最大および最小応力である。また、Ｆ
は試験片の形状による補正係数であり、πは円周率であ
る。
【０００５】図４は、亀裂伝播速度ｄａ／ｄＮと応力拡
大係数幅ΔＫとの関係を模式的に示している。この線図
に示すように、曲線は領域I ，IIおよびIII に分けられ
る。領域I は亀裂伝播速度が急速に低下する領域であ
り、疲労亀裂伝播下限界応力拡大係数範囲が含まれてい
る。下限界応力拡大係数ΔＫth以下では、亀裂伝播速度
ｄａ／ｄＮが０となり、疲労亀裂は成長しない。領域II
では、log ｄａ／ｄＮとlog ΔＫとの関係はほぼ直線と
なり、次のパリス則が成立することが知られている。
大係数幅ΔＫとの関係を模式的に示している。この線図
に示すように、曲線は領域I ，IIおよびIII に分けられ
る。領域I は亀裂伝播速度が急速に低下する領域であ
り、疲労亀裂伝播下限界応力拡大係数範囲が含まれてい
る。下限界応力拡大係数ΔＫth以下では、亀裂伝播速度
ｄａ／ｄＮが０となり、疲労亀裂は成長しない。領域II
では、log ｄａ／ｄＮとlog ΔＫとの関係はほぼ直線と
なり、次のパリス則が成立することが知られている。
【０００６】ｄａ／ｄＮ＝Ｃ・ΔＫm ……（２） また、領域III は亀裂伝播速度ｄａ／ｄＮが急速に成長
する領域である。
する領域である。
【０００７】金属材料の疲労亀裂伝播速度の実験結果
は、通常図５に示すように整理される。工業的には、疲
労亀裂下限界応力拡大係数範囲ΔＫthを求めることが必
要となる。
は、通常図５に示すように整理される。工業的には、疲
労亀裂下限界応力拡大係数範囲ΔＫthを求めることが必
要となる。
【０００８】従来では、亀裂伝播速度ｄａ／ｄＮが１０
-6〜１０-7 mm/cycle 程度となる応力拡大係数範囲ΔＫ
を実験的に求めて、それを下限界応力拡大係数範囲ΔＫ
thとしていた。
-6〜１０-7 mm/cycle 程度となる応力拡大係数範囲ΔＫ
を実験的に求めて、それを下限界応力拡大係数範囲ΔＫ
thとしていた。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記１０-6〜
１０-7 mm/cycle 程度の亀裂伝播速度は経験的なもので
あり、明確な根拠はなかった。したがって、同じ測定値
を用いても亀裂伝播速度のとりかたによっては下限界応
力拡大係数範囲ΔＫthは異なった値となり、信頼性に欠
けるために一般性がなかった。
１０-7 mm/cycle 程度の亀裂伝播速度は経験的なもので
あり、明確な根拠はなかった。したがって、同じ測定値
を用いても亀裂伝播速度のとりかたによっては下限界応
力拡大係数範囲ΔＫthは異なった値となり、信頼性に欠
けるために一般性がなかった。
【００１０】また、応力拡大係数範囲が下限界応力拡大
係数範囲ΔＫthに近付くにつれて亀裂伝播速度が小さく
なるので、測定に極めて長時間を要していた。
係数範囲ΔＫthに近付くにつれて亀裂伝播速度が小さく
なるので、測定に極めて長時間を要していた。
【００１１】この発明は、高い信頼性をもった疲労亀裂
伝播下限界応力拡大係数幅を短時間で得ることができる
方法を提供しようとするものである。
伝播下限界応力拡大係数幅を短時間で得ることができる
方法を提供しようとするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】この発明の疲労亀裂伝播
下限界応力拡大係数範囲の測定方法は、亀裂を有する試
験片に繰返し荷重を加え、亀裂長さを測定して応力拡大
係数範囲および亀裂伝播速度を求める。ついで、応力拡
大係数範囲と亀裂伝播速度とがパリス則に従う領域で応
力拡大係数範囲と亀裂伝播速度との回帰式を求める。そ
して、測定した少なくとも３個の亀裂伝播速度のうち少
なくとも１個は前記回帰式で求めた亀裂伝播速度の１／
３以下となる応力拡大係数範囲およびこれに対する亀裂
伝播速度を含む測定値に基づき非線形最適化法により疲
労亀裂伝播下限界応力拡大係数範囲を求める。
下限界応力拡大係数範囲の測定方法は、亀裂を有する試
験片に繰返し荷重を加え、亀裂長さを測定して応力拡大
係数範囲および亀裂伝播速度を求める。ついで、応力拡
大係数範囲と亀裂伝播速度とがパリス則に従う領域で応
力拡大係数範囲と亀裂伝播速度との回帰式を求める。そ
して、測定した少なくとも３個の亀裂伝播速度のうち少
なくとも１個は前記回帰式で求めた亀裂伝播速度の１／
３以下となる応力拡大係数範囲およびこれに対する亀裂
伝播速度を含む測定値に基づき非線形最適化法により疲
労亀裂伝播下限界応力拡大係数範囲を求める。
【００１３】亀裂長さの測定は、引張圧縮疲労試験機に
よりＣＴ ( Compact type ) 試験片またはＣＣＴ ( Cen
ter Cracked Tension ) 試験片について行われる。試験
片に繰返し荷重を加えて亀裂を進展させ、あらかじめ指
定された荷重繰返し数ごとに亀裂長さを測定し、亀裂長
さおよび荷重繰返し数の組を得る。亀裂長さはクラック
ゲージ、歪み計、読取り顕微鏡などにより測定する。パ
リス則に従う領域IIでは荷重は一定に保持して亀裂長さ
を測定する。この測定結果からパリス則回帰式を求め
る。次に領域I の亀裂伝播速度を求めるために、応力拡
大係数範囲を徐々に小さくして、つまり荷重を徐々に小
さくして亀裂長さを測定する。測定した亀裂伝播速度が
回帰式で求めた亀裂伝播速度の１／３以下となったとき
測定を終了する。この場合、領域I おいて３〜５個程度
測定値を得れば、後述のようにこれによりに疲労亀裂伝
播下限界応力拡大範囲を求めることができる。
よりＣＴ ( Compact type ) 試験片またはＣＣＴ ( Cen
ter Cracked Tension ) 試験片について行われる。試験
片に繰返し荷重を加えて亀裂を進展させ、あらかじめ指
定された荷重繰返し数ごとに亀裂長さを測定し、亀裂長
さおよび荷重繰返し数の組を得る。亀裂長さはクラック
ゲージ、歪み計、読取り顕微鏡などにより測定する。パ
リス則に従う領域IIでは荷重は一定に保持して亀裂長さ
を測定する。この測定結果からパリス則回帰式を求め
る。次に領域I の亀裂伝播速度を求めるために、応力拡
大係数範囲を徐々に小さくして、つまり荷重を徐々に小
さくして亀裂長さを測定する。測定した亀裂伝播速度が
回帰式で求めた亀裂伝播速度の１／３以下となったとき
測定を終了する。この場合、領域I おいて３〜５個程度
測定値を得れば、後述のようにこれによりに疲労亀裂伝
播下限界応力拡大範囲を求めることができる。
【００１４】指定された荷重繰返し数における亀裂長さ
の測定結果は、コンピュータに入力される。コンピュー
タは、これら測定値から亀裂伝播速度、応力拡大係数範
囲、回帰式などを求める。さらに、コンピュータは応力
拡大係数範囲およびこれに対する亀裂伝播速度の測定値
に基づき非線形最適化法により疲労亀裂伝播下限界応力
拡大係数範囲を演算する。非線形最適化法は、コンピュ
ータによる逐次数値計算により実行される。これらの演
算プログラムはあらかじめコンピュータに組み込まれて
いる。
の測定結果は、コンピュータに入力される。コンピュー
タは、これら測定値から亀裂伝播速度、応力拡大係数範
囲、回帰式などを求める。さらに、コンピュータは応力
拡大係数範囲およびこれに対する亀裂伝播速度の測定値
に基づき非線形最適化法により疲労亀裂伝播下限界応力
拡大係数範囲を演算する。非線形最適化法は、コンピュ
ータによる逐次数値計算により実行される。これらの演
算プログラムはあらかじめコンピュータに組み込まれて
いる。
【００１５】
【作用】コンピュータに入力した測定値は自動的に処理
され、疲労亀裂伝播下限界応力拡大係数範囲が求められ
る。測定値の処理はあらかじめ設定されたプログラムに
より求められるので、測定値が同じであれば、常に同一
の結果がえらる。また、領域I の測定亀裂伝播速度が領
域IIの回帰式で求めた亀裂伝播速度の１／３以下となる
まで３〜５個程度測定値を得ればよいので、測定時間は
短くなる。
され、疲労亀裂伝播下限界応力拡大係数範囲が求められ
る。測定値の処理はあらかじめ設定されたプログラムに
より求められるので、測定値が同じであれば、常に同一
の結果がえらる。また、領域I の測定亀裂伝播速度が領
域IIの回帰式で求めた亀裂伝播速度の１／３以下となる
まで３〜５個程度測定値を得ればよいので、測定時間は
短くなる。
【００１６】
【実施例】図１および図２はこの発明を方法を実施手順
を示すフローチャートであり、図３はこの発明を実施す
る装置のブロック図である。
を示すフローチャートであり、図３はこの発明を実施す
る装置のブロック図である。
【００１７】亀裂長さの測定値ａi は荷重繰返し数Ｎi
とともに、試験機１よりＩ／Ｏインターフェース２を介
していったん記憶装置４に貯蔵される。適当な数の亀裂
長さの測定値が得られると、測定値は制御部３からの指
令により記憶装置４から回帰式演算手段５に読み出され
る。測定値の数は、経験的に１０〜１００個程度であ
る。回帰式演算手段５は、回帰直線ｆ（ΔＫ）すなわ
ち、式（３）中の定数Ｃおよびｍを求める。
とともに、試験機１よりＩ／Ｏインターフェース２を介
していったん記憶装置４に貯蔵される。適当な数の亀裂
長さの測定値が得られると、測定値は制御部３からの指
令により記憶装置４から回帰式演算手段５に読み出され
る。測定値の数は、経験的に１０〜１００個程度であ
る。回帰式演算手段５は、回帰直線ｆ（ΔＫ）すなわ
ち、式（３）中の定数Ｃおよびｍを求める。
【００１８】 ｆ（ΔＫ）＝log ｄａ／ｄＮ＝log Ｃ＋ｍlog ΔＫ ……（３） さらに、徐々に荷重を落しながら亀裂長さの測定が続け
られ、測定値から得られた亀裂伝播速度は上記式（３）
から得られた値と比較手段６において比較される。そし
て、領域I の亀裂伝播速度の測定値の個数が３以上とな
り、そのうちの少なくとも１個が式（３）から得られた
亀裂伝播速度の１／３以下となると、測定を終了する。
られ、測定値から得られた亀裂伝播速度は上記式（３）
から得られた値と比較手段６において比較される。そし
て、領域I の亀裂伝播速度の測定値の個数が３以上とな
り、そのうちの少なくとも１個が式（３）から得られた
亀裂伝播速度の１／３以下となると、測定を終了する。
【００１９】つぎに、上記のようにして得られた応力拡
大係数範囲と亀裂伝播速度とにより疲労亀裂伝播下限界
応力拡大係数範囲を最適化演算手段７により求める。こ
のとき、領域I および領域IIの測定値が用いられ、その
数は１０＋数個〜１００＋数個程度である。
大係数範囲と亀裂伝播速度とにより疲労亀裂伝播下限界
応力拡大係数範囲を最適化演算手段７により求める。こ
のとき、領域I および領域IIの測定値が用いられ、その
数は１０＋数個〜１００＋数個程度である。
【００２０】非線形最適化法では、式（４）のように回
帰し、疲労亀裂伝播下限界応力拡大係数範囲ΔＫthを求
める。
帰し、疲労亀裂伝播下限界応力拡大係数範囲ΔＫthを求
める。
【００２１】 ｄａ／ｄＮ＝Ｃ（ΔＫm −ΔＫth m ） ……（４） 式（４）を次のように書き換える。
【００２２】ｄａ／ｄＮ＝ＣΔＫm −β ……（５） ここで、 β＝ＣΔＫth m ……（６） 式（５）を更に書き換えると、 log （ｄａ／ｄＮ＋β）＝log Ｃ＋ｍlog ΔＫ ……（７） となる。ここで、 Ｘ＝log （ｄａ／ｄＮ＋β）……（８） Ｙ＝log ΔＫ ……（９） Ａ＝１／ｍ ……（１０） Ｂ＝−log （Ｃ）／ｍ ……（１１） とおくと、 Ｙ＝ＡＸ＋Ｂ ……（１２） となる。
【００２３】上記式（１２）において、βを逐次的に変
えてこの式の相関係数ｒの絶対値またはｒ2 が最も１に
近くなるβを求める。β1 の初期値はたとえば式（３）
で求めたＣおよびｍを用いてβ1 ＝Ｃ・ΔＫm とする。
次のβ2 の値はたとえばβ2＝β1 ／２とする。また、
相関係数ｒは次の式（１３）で与えられる。
えてこの式の相関係数ｒの絶対値またはｒ2 が最も１に
近くなるβを求める。β1 の初期値はたとえば式（３）
で求めたＣおよびｍを用いてβ1 ＝Ｃ・ΔＫm とする。
次のβ2 の値はたとえばβ2＝β1 ／２とする。また、
相関係数ｒは次の式（１３）で与えられる。
【００２４】 ｒ2 ＝［ΣＸi Ｙi ＋（ΣＸi ・ΣＹi ）／ｎ］2 ×［｛ΣＸi 2 −（ΣＸi ）2 ／ｎ｝｛ΣＹi 2 −（ΣＹi ）2 ／ｎ｝］-1 ……（１３） ここで、ｎ：データの個数， Σ：ｉ＝１〜ｎの総和 上記βが定まると、式（１２）の線形回帰を行って、係
数ＡおよびＢを求める。これらβ，ＡおよびＢから、式
（４）が決定され、疲労亀裂伝播下限界応力拡大係数範
囲ΔＫthが求まる。
数ＡおよびＢを求める。これらβ，ＡおよびＢから、式
（４）が決定され、疲労亀裂伝播下限界応力拡大係数範
囲ΔＫthが求まる。
【００２５】得られた結果は、データプロット図ととも
に出力装置（ＣＲＴディスプレイおよびプリンター）８
において表示および印刷される。
に出力装置（ＣＲＴディスプレイおよびプリンター）８
において表示および印刷される。
【００２６】非線形最適化の他の方法により疲労亀裂伝
播下限界応力拡大係数範囲ΔＫthを求める方法について
説明する。
播下限界応力拡大係数範囲ΔＫthを求める方法について
説明する。
【００２７】ここでは、式（１４）のように回帰し、疲
労亀裂伝播下限界応力拡大係数範囲ΔＫthを求める。
労亀裂伝播下限界応力拡大係数範囲ΔＫthを求める。
【００２８】 ｄａ／ｄＮ＝Ｃ（ΔＫ−ΔＫth）m ……（１４） 式（１４）を次のように書き換える。
【００２９】 ｄａ／ｄＮ＝Ｃ（ΔＫ−β）m ……（１５） ここで、 β＝ΔＫth ……（１６） 式（１５）を更に書き換えると、 log ｄａ／ｄＮ＝log Ｃ＋ｍlog （ΔＫ−β） ……（１７） となる。ここで、 Ｘ＝log （ｄａ／ｄＮ）……（１８） Ｙ＝log （ΔＫ−β） ……（１９） Ａ＝１／ｍ ……（２０） Ｂ＝−log （Ｃ）／ｍ ……（２１） とおくと、 Ｙ＝ＡＸ＋Ｂ ……（２２） となる。
【００３０】上記式（２２）において、βを逐次的に変
えて式（２２）の線形回帰を行ってＡおよびＢを定め、
標準偏差ｓまたはｓ2 が最小となるβを求める。βの設
定は上記実施例と同様にして行う。線形回帰の結果を ｆ（Ｘ）＝ＡＸ＋Ｂ ……（２３） とすると、ｓ2 は次の式（２４）で与えられる。
えて式（２２）の線形回帰を行ってＡおよびＢを定め、
標準偏差ｓまたはｓ2 が最小となるβを求める。βの設
定は上記実施例と同様にして行う。線形回帰の結果を ｆ（Ｘ）＝ＡＸ＋Ｂ ……（２３） とすると、ｓ2 は次の式（２４）で与えられる。
【００３１】 ｓ2 ＝［Σ｛Ｙi −ｆ（Ｘ）｝2 ｝］／（ｎ−１） ……（２４） ここで、ｎ：データの個数， Σ：ｉ＝１〜ｎの総和 上記βが定まると、式（２２）の線形回帰を行って、係
数ＡおよびＢを求める。これらβ，ＡおよびＢから、式
（１４）が決定され、疲労亀裂伝播下限界応力拡大係数
範囲ΔＫthが求まる。
数ＡおよびＢを求める。これらβ，ＡおよびＢから、式
（１４）が決定され、疲労亀裂伝播下限界応力拡大係数
範囲ΔＫthが求まる。
【００３２】なお、上記式（４）による最適化法におい
て、βを逐次的に変えて線形回帰を評価する際に、相関
係数ｒの代わりに標準偏差ｓを用いてもよい。また同様
に、上記式（１４）による最適化法において、βを逐次
的に変えて線形回帰を評価する際に、標準偏差ｓの代わ
りに相関係数ｒを用いてもよい。
て、βを逐次的に変えて線形回帰を評価する際に、相関
係数ｒの代わりに標準偏差ｓを用いてもよい。また同様
に、上記式（１４）による最適化法において、βを逐次
的に変えて線形回帰を評価する際に、標準偏差ｓの代わ
りに相関係数ｒを用いてもよい。
【００３３】ここで、具体的な数値例について説明す
る。
る。
【００３４】図５〜１６に示すチタン合金の疲労亀裂伝
播速度データについて、上記式（４）および相関係数ｒ
により、疲労亀裂伝播下限界応力拡大係数範囲ΔＫthを
求めた。図６〜１６に示す破線は領域IIのパリス則によ
る回帰結果であり、 ｄａ／ｄＮ＝８．７２０５×１０-9ΔＫ3.3475……（２５） と表わされる。
播速度データについて、上記式（４）および相関係数ｒ
により、疲労亀裂伝播下限界応力拡大係数範囲ΔＫthを
求めた。図６〜１６に示す破線は領域IIのパリス則によ
る回帰結果であり、 ｄａ／ｄＮ＝８．７２０５×１０-9ΔＫ3.3475……（２５） と表わされる。
【００３５】以下、徐々にΔＫを下げて行き、領域I の
測定点が１点増すごとに上記式（４）で回帰した結果を
図６〜１６に示す。図中の番号は領域I のデータ番号で
ある。これらの図には、式（２５）およびその１／３の
ｄａ／ｄＮの線をそれぞれ破線と一点鎖線で示す。図１
２が測定値の１個が上記１／３以下に達した状態を示し
ている。このとき、式（４）の回帰結果は ｄａ／ｄＮ＝２．３１８３×１０-9（ΔＫ3.0704−９．３９５６3.0704） ……（２６） となり、 ΔＫth＝９．３９５６ ……（２７） となる。
測定点が１点増すごとに上記式（４）で回帰した結果を
図６〜１６に示す。図中の番号は領域I のデータ番号で
ある。これらの図には、式（２５）およびその１／３の
ｄａ／ｄＮの線をそれぞれ破線と一点鎖線で示す。図１
２が測定値の１個が上記１／３以下に達した状態を示し
ている。このとき、式（４）の回帰結果は ｄａ／ｄＮ＝２．３１８３×１０-9（ΔＫ3.0704−９．３９５６3.0704） ……（２６） となり、 ΔＫth＝９．３９５６ ……（２７） となる。
【００３６】図１３〜１６は、更にΔＫを下げながら実
験を継続した結果である。図１４においても、ΔＫth＝
９．４０９９であり、式（２７）の結果とほとんど変わ
らない。
験を継続した結果である。図１４においても、ΔＫth＝
９．４０９９であり、式（２７）の結果とほとんど変わ
らない。
【００３７】図６〜１６の結果から領域I のデータにつ
いて、 ｎ＝［式（２５）によるｄａ／ｄＮ］／［実験によるｄａ／ｄＮ］……（２８） で定義した亀裂伝播速度の低下率ｎとΔＫthとの関係を
図１７に示す。これによると、ｎ≧３のデータが増して
も、ΔＫthはほとんど変化しない。したがって、信頼に
足るΔＫthを得るためには、測定亀裂伝播速度が回帰式
で求めた亀裂伝播速度の１／３以下となる条件は妥当で
ある。
いて、 ｎ＝［式（２５）によるｄａ／ｄＮ］／［実験によるｄａ／ｄＮ］……（２８） で定義した亀裂伝播速度の低下率ｎとΔＫthとの関係を
図１７に示す。これによると、ｎ≧３のデータが増して
も、ΔＫthはほとんど変化しない。したがって、信頼に
足るΔＫthを得るためには、測定亀裂伝播速度が回帰式
で求めた亀裂伝播速度の１／３以下となる条件は妥当で
ある。
【００３８】この例の場合、No. ７〜１０のデータを求
める必要はなく、測定時間は約１／１０に短縮される。
める必要はなく、測定時間は約１／１０に短縮される。
【００３９】
【発明の効果】この発明によれば、測定値が同じであれ
ば常にほとんど同一の結果がえらるので、高い信頼性を
もった測定結果が得られる。また、疲労亀裂伝播下限界
応力拡大係数範囲値近くでの測定値の個数を少なくする
ことができるので、測定時間を大幅に短縮することがで
きる。
ば常にほとんど同一の結果がえらるので、高い信頼性を
もった測定結果が得られる。また、疲労亀裂伝播下限界
応力拡大係数範囲値近くでの測定値の個数を少なくする
ことができるので、測定時間を大幅に短縮することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の疲労亀裂伝播下限界応力拡大係数範
囲の測定方法を実施する手順を示すフローチャートであ
る。
囲の測定方法を実施する手順を示すフローチャートであ
る。
【図２】図１に示す手順において、非線形最適化法を実
施擦る手順を示すフローチャートである。
施擦る手順を示すフローチャートである。
【図３】図１に示す測定方法を実施する装置の構成図で
ある。
ある。
【図４】亀裂伝播速度ｄａ／ｄＮと応力拡大係数幅ΔＫ
との関係を模式的に示す線図である。
との関係を模式的に示す線図である。
【図５】応力拡大係数範囲に対する疲労亀裂伝播速度の
測定例を示す線図である。
測定例を示す線図である。
【図６】図５の測定例において、領域IIのデータに回帰
直線を加えた線図である。
直線を加えた線図である。
【図７】図６のデータに１個の測定値が追加された線図
である。
である。
【図８】図６のデータに２個の測定値が追加された線図
である。
である。
【図９】図６のデータに３個の測定値が追加された線図
である。
である。
【図１０】図６のデータに４個の測定値が追加された線
図である。
図である。
【図１１】図６のデータに５個の測定値が追加された線
図である。
図である。
【図１２】図６のデータに６個の測定値が追加された線
図である。
図である。
【図１３】図６のデータに７個の測定値が追加された線
図である。
図である。
【図１４】図６のデータに８個の測定値が追加された線
図である。
図である。
【図１５】図６のデータに９個の測定値が追加された線
図である。
図である。
【図１６】図６のデータに１０個の測定値が追加された
線図である。
線図である。
【図１７】亀裂伝播速度の低下率と応力拡大係数範囲と
の関係を示す線図である。
の関係を示す線図である。
１ 試験機 ２ Ｉ／Ｏインターフェース ３ 制御部 ４ 記憶装置 ５ 回帰式演算手段 ６ 比較手段 ７ 最適化演算手段 ８ 出力装置
Claims (1)
- 【請求項１】 亀裂を有する試験片に繰返し荷重を加
え、亀裂長さを測定して応力拡大係数範囲および亀裂伝
播速度を求め、応力拡大係数範囲と亀裂伝播速度とに基
づいて疲労亀裂伝播下限界応力拡大係数範囲を決定する
方法において、応力拡大係数範囲と亀裂伝播速度とがパ
リス則に従う領域で応力拡大係数範囲と亀裂伝播速度と
の回帰式を求め、測定した少なくとも３個の亀裂伝播速
度のうち少なくとも１個は前記回帰式で求めた亀裂伝播
速度の１／３以下となる応力拡大係数範囲およびこれに
対する亀裂伝播速度を含む測定値に基づき非線形最適化
法により疲労亀裂伝播下限界応力拡大係数範囲を求める
ことを特徴とする疲労亀裂伝播下限界応力拡大係数範囲
の測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23667192A JPH0682353A (ja) | 1992-09-04 | 1992-09-04 | 疲労亀裂伝播下限界応力拡大係数範囲の測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23667192A JPH0682353A (ja) | 1992-09-04 | 1992-09-04 | 疲労亀裂伝播下限界応力拡大係数範囲の測定方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0682353A true JPH0682353A (ja) | 1994-03-22 |
Family
ID=17004062
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23667192A Withdrawn JPH0682353A (ja) | 1992-09-04 | 1992-09-04 | 疲労亀裂伝播下限界応力拡大係数範囲の測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0682353A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007071657A (ja) * | 2005-09-06 | 2007-03-22 | Chubu Electric Power Co Inc | 応力拡大係数範囲の履歴測定方法、および亀裂進展性の評価方法 |
| JP2007218826A (ja) * | 2006-02-20 | 2007-08-30 | Toshiba Corp | 応力腐食割れ評価方法および応力腐食割れ評価システム |
| JP2010223939A (ja) * | 2009-02-27 | 2010-10-07 | Osaka Gas Co Ltd | 破壊応力範囲の推定方法 |
| CN103884610A (zh) * | 2012-12-21 | 2014-06-25 | 中国直升机设计研究所 | 一种复合材料ii型开裂门槛值与s-n曲线测定方法 |
| CN105699218A (zh) * | 2016-01-26 | 2016-06-22 | 清华大学 | 一种在线测量有机玻璃疲劳裂纹扩展的方法 |
| CN106066287A (zh) * | 2016-05-24 | 2016-11-02 | 中国航空工业集团公司北京航空材料研究院 | 钛合金疲劳裂纹扩展速率曲线Paris区转折点的判定方法 |
| JP2019007838A (ja) * | 2017-06-23 | 2019-01-17 | 健 三堀 | 金属材料の疲労寿命推定方法および疲労寿命推定方法を適用した最適設計方法 |
-
1992
- 1992-09-04 JP JP23667192A patent/JPH0682353A/ja not_active Withdrawn
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19991130 |