疲労破壊の破損原因とは？
- 疲労破壊の破損原因について、ボルトの首部分で貝殻模様を残して破断した状況を例に考えてみます。
- 疲労破壊の起点部に欠陥がない場合、極端な応力がかかるわけではありませんが、起点部の現実的な要因は何でしょうか？
- 詳細な検査は行っていませんが、SEMなどで欠陥を見つけることはできませんでした。
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疲労破壊の破損原因
よろしくお願いします ボルトの首部分で貝殻模様を残して破断しました 状況から疲労破壊のようなのですが R形状は極端な応力が掛かる ほどでもなく、巨視的に見ても起点部に欠陥はなさそです(SEM等では見てません） 疲労破壊に至る起点部の現実的な要因としてどんなことが考えられますか 教えてください
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疲労破壊に至る要因 繰り返し振動衝撃を受け、次第にボルトに緩みが生じ、応力が集中しやすい根本首部分に亀裂が発生しはじめ、破断に至ったということでしょうか。 確認なのですが、何か耐久試験でもしていて疲労破壊したのでしょうか？ それとも実際使用していた装置にて起きたのでしょうか？ もし実機で起きた場合、再発しないようにするには、当初の締め付けトルクや緩み止め対策などが必要かと思います。
詳細不明の為・・たとえば １、初期の締付けトルクは幾らか？ ２、増し閉め実施？幾らで？ ３、ボルト締付け部の構造？ ４、締め付け後に引張り、コジリ等の発生は考えられる？ ５、ボルトの本数は？ 等々の条件不明の為・・アドバイス不可。 偶々自分もある構造体でボルトが疲労破壊し、 （６本中の１本破損）再現試験を実施し、 条件を絞り込み、２次試験を開始した処ですが たかがボルトとは言え、一寸した条件で軸力発生値が ３０～４０％も変わってしまうのが解りますよ。
お礼
ご回答ありがとうございます ご指摘頂いた詳細ですが 今となっては不明な点が多く 把握できません ボルトはワッシャーをかませ10mm位のカバーを 本体に締め付けていました 自動車エンジンのカバーと考えてください ボルトは4本で締めています。参考文献等ありましたらアドバイスください
疲労破壊は最弱部から起こります。 巨視的な欠陥が無いなら、最も応力の高い部分、 つまりＲ形状部などの応力集中部から壊れます。 Ｒ部などがあり、周囲に比べて応力が少しでも高くなっている 部分があれば、そこから破断します。 なので、ボルトの首部分から破断するのは、 いくら極端な応力が負荷されていないように見えても、 Ｒ部による応力集中の影響といえます。 それに対して、引張強さは応力集中部の影響を受けにくく、 少々穴があろうがなんだろうが強度は変わらないので （高強度鋼をのぞく鋼の場合）、多少複雑なところがあります。 ちなみに私は疲労試験を行ったときには、 Ｒ１００やＲ２５などのＲ部を入れた試験片を用いて 疲労強度を測定していました。 Ｒ１００という極めてゆるいＲ部でも、 応力集中しているので、必ずと言っていいほどＲ部から 破談しました。
お礼
ありがとうございます 参考にさせて頂きます 疲労強度試験でRの違いにより 微妙に破断位置が違うものなのでしょうか 何か特徴的な傾向のようなものが有れば教えてください
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お礼
ご回答ありがとうございます 実機で締め付けは4本のボルトです 破損したのは1本です アドバイス頂いた対策案も含め 検討させていただきます 御紹介のHP確認してみます