[主要目次]
1.序論および概要
1.1 歴史的背景と概要
1.2 疲労に対する種々の手法
1.3 力学的基礎の必要性
1.4 連続体力学
1.5 延性単結晶の変形
演習問題
第1部 繰返し変形と疲労き裂の発生
2.延性単結晶の繰返し変形
2.1 単結晶における繰返しひずみ硬化
2.2 単結晶における繰返し飽和
2.3 繰返し硬化の不安定性
2.4 固執すべり帯(PSBs)に沿った変形
2.5 PSBsの転位構造
2.6 PSBsの非弾性挙動のための構成モデル
2.7 PSBsの形成
2.8 ラビリンス構造とセル構造の形成
2.9 結晶方位と多重すべりの効果
2.10 ケーススタディ:商業用のFCC合金結晶
2.11 FCC結晶における単調変形と繰返し変形
2.12 BCC単結晶における繰返し変形
2.13 HCP単結晶における繰返し変形
演習問題
3.延性多結晶固体の繰返し変形
3.1 結晶粒界と多重すべりの効果
3.2 FCC双結晶の繰返し変形
3.3 多結晶材料における繰返し硬化と軟化
3.4 合金、交差すべりと積層欠陥エネルギーの効果
3.5 析出の効果
3.6 バウシンガー効果
3.7 シェイクダウン
3.8 単軸疲労と多軸疲労の連続体モデル
3.9 繰返しクリープまたはラチェッティング
3.10 熱サイクルを受ける金属基複合材料
3.11 熱サイクルを受ける多層複合材料
演習問題
4.延性固体の疲労き裂発生
4.1 表面粗さと疲労き裂発生
4.2 空孔-双極子モデル
4.3 PSBに沿ったき裂発生
4.4 き裂発生における表面の役割
4.5 き裂発生に対する計算モデル
4.6 き裂発生に及ぼす環境効果
4.7 繰返しすべりの運動学的不可逆性
4.8 結晶粒界と双晶境界に沿ったき裂発生
4.9 工業用合金におけるき裂発生
4.10 工業用合金の環境効果
4.11 応力集中源でのき裂発生
演習問題
5.脆性材における繰返し変形とき裂発生
5.1 脆性の程度
5.2 脆性体における繰返し変形のモード
5.3 高脆性体
5.4 半脆性体
5.5 変態型靭性強化セラミックス
5.6 遠方場繰返し圧縮による疲労き裂の発生
演習問題
6.非晶性材料における繰返し変形とき裂の発生
6.1 半結晶性、非晶性材料の変形特性
6.2 繰返し応力-ひずみ応答
6.3 応力集中による疲労き裂の発生
6.4 ケーススタディ:ひざ代替品の圧縮疲労
演習問題
第2部 全寿命手法
7.応力-寿命手法
7.1 疲労限度
7.2 疲労寿命に及ぼす平均応力の影響
7.3 累積損傷
7.4 表面処理の影響
7.5 統計的な考慮
7.6 実用例
7.7 高分子の応力-寿命挙動
7.8 有機複合材料の疲労
7.9 応力集中の効果
7.10 多軸繰返し応力
演習問題
8.ひずみ-寿命手法
8.1 全寿命に対するひずみ基準の方法
8.2 切欠部材の局部ひずみ手法
8.3 変動振幅繰返しひずみと頻度計数法
8.4 多軸疲労
8.5 位相ずれ負荷
演習問題
第3部 損傷許容アプローチ
9.破壊力学と疲労の関係
9.1 Griffithの破壊理論
9.2 エネルギー解放率とき裂の駆動力
9.3 線形弾性破壊力学
9.4 GとHの等価性
9.5 単調負荷下での塑性域の大きさ
9.6 繰返し負荷下での塑性域の大きさ
9.7 弾塑性破壊力学
9.8 2パラメータによるき裂先端場の記述
9.9 混合モード破壊力学
9.10 延性材料でのモード1とモード2の結合
9.11 き裂の傾斜
9.12 ケーススタディ:航空機胴体の損傷許容設計
演習問題
10.延性固体の疲労き裂進展
10.1 き裂成長の特徴づけ
10.2 疲労き裂進展の微視的段階
10.3 疲労き裂進展の異なる領域
10.4 下限界近傍の疲労き裂進展
10.5 き裂進展の中間領域
10.6 高速進展領域
10.7 ケーススタディ:航空機構造物の疲労破損
10.8 ケーススタディ:人工股関節の疲労破壊
10.9 モード1-モード2組合せ疲労き裂進展
10.10 モード1-モード3組合せ疲労き裂進展
演習問題
11.脆性体の疲労き裂進展
11.1 き裂成長における繰返し負荷の一般的影響
11.2 脆性体のき裂進展の特徴
11.3 脆性体のき裂進展抵抗と強靭性化
11.4 引張疲労き裂の先端にある繰返し損傷領域
11.5 低温における疲労き裂進展
11.6 ケーススタディ:人工心臓弁の疲労き裂
11.7 高温時の疲労き裂進展
演習問題
12.非晶性体の疲労き裂進展
12.1 疲労き裂進展特性
12.2 疲労き裂の進展機構
12.3 金属ガラスの疲労
12.4 ケーススタディ:ゴム靭性強化エポキシの疲労破壊
演習問題
第4部 応用編
13.接触疲労:すべり、転がりおよびフレッティング
13.1 基本的な用語と定義
13.2 垂直荷重下の静止接触の力学
13.3 すべり接触疲労の力学
13.4 転がり接触疲労
13.5 接触疲労損傷機構
13.6 フレッティング疲労
13.7 ケーススタディ:タービン発電機ローターのフレッティング疲労
演習問題
14.疲労き裂成長の遅延と遷移
14.1 疲労き裂閉口
14.2 塑性誘起き裂閉口
14.3 酸化物誘起き裂閉口
14.4 粗さ誘起き裂閉口
14.5 粘性流体誘起き裂閉口
14.6 相変態誘起き裂閉口
14.7 疲労き裂閉口の基本的な特徴
14.8 き裂閉口定量化の問題点
14.9 疲労き裂屈曲
14.10 付加的な遅延機構
14.11 ケーススタディ:変動振幅スペクトラム負荷
14.12 引張り過大負荷に続く遅延
14.13 圧縮過大負荷に続く一時的効果
14.14 負荷シーケンス効果
14.15 寿命予測モデル
演習問題
15.微小疲労き裂
15.1 微小き裂の定義
15.2 相似性
15.3 微小欠陥成長の微視組織的側面
15.4 微小き裂の下限界条件
15.5 切欠きの微小き裂に対する破壊力学
15.6 微小き裂進展の連続体的見地
15.7 疲労き裂の物理的な小ささの影響
15.8 ケーススタディ:表面コーティングの微小き裂
演習問題
16.環境相互作用:腐食疲労とクリープ疲労
16.1 腐食疲労の機構
16.2 腐食疲労き裂の発生
16.3 腐食疲労き裂の進展
16.4 ケーススタディ:自動車の排気バルブの疲労設計
16.5 低温疲労
16.6 高温における損傷とき裂発生
16.7 高温における疲労き裂進展
16.8 ケーススタディ:蒸気発電機におけるクリープ疲労
演習問題
付録A 代表的なき裂形状に対する応力拡大係数
参考文献
索引
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