フレッティング疲労ってなに？締結部などが通常の疲労強度より小さい応力で疲労破壊してしまう現象です！材料力学の専門用語を分かりやすく説明【材料力学用語辞典】

生活に役立つ材料力学

25 Dec 202310:50

Summary

TLDR材料力学の専門用語であるフレッティング疲労について解説している。フレッティング疲労は接触部に圧縮荷重が作用し微小滑りが生じることで、通常の疲労破壊よりも小さい力で破壊してしまう現象。部材の形状改善などで対策できる。

Takeaways

😀 フレッティング疲労は圧縮過重で固着する接触部に繰り返し過重が作用することで起きる
👍 フレッティング疲労では力の集中する部分に亀裂が発生しやすい
🔍 ボルト締結部や回転体ではフレッティング疲労が発生しやすい
📏 形状を工夫することで力の集中を避け、フレッティング疲労を防ぐことができる
💡 一体化したり材料を変更することもフレッティング疲労対策として効果的
😥 フレッティング疲労では通常の疲労限度を大きく下回る力で破壊に至る
😰 フレッティング疲労を考慮しないと製品の疲労寿命が極端に短くなる
🧐 圧縮過重、接触面の状態、繰り返し負荷がフレッティング疲労の要因
📝 フレッティング疲労のメカニズムを理解し対策することが重要
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Q & A

フレッティングとはどのような現象ですか?
-フレッティングとは、圧縮過重で固着する接触部に繰り返し過重が作用して、材料の疲労強度より小さい力で疲労破壊してしまう現象です。
フレッティング疲労のメカニズムを説明してください。
-フレッティング疲労は応力集中場で亀裂が発生し、局所的な摩耗で亀裂先端が圧縮場でなくなり、亀裂が進展して破壊に至ります。
フレッティング疲労が起きやすい条件は何ですか?
-フレッティング疲労発生の有無は、接続部の形状や材料、圧縮面圧、繰り返し負荷の大きさで決まります。
フレッティング疲労の対策として何が有効ですか?
-応力集中場を避ける形状を用いることがフレッティング疲労の対策として有効です。
タービンや航空機エンジンでフレッティング疲労が起きやすい理由は何ですか?
-タービンや航空機エンジンでは、重量物が高速で回転するため、組み合わされた部材に大きな引っ張り力と振動が作用し、フレッティング疲労が起きやすい条件がそろっているためです。
ボルト締結部でフレッティング疲労が起きるメカニズムを教えてください。
-ボルト締結部ではボルトとナットで非締結体を挟むことで、ボルトに引っ張り過重、非締結体に圧縮過重が作用します。非締結体が繰り返し負荷を受けると、締結部の隅部などでフレッティング疲労が発生します。
尖った形状の方がフレッティング疲労対策として適している理由は何ですか?
-部材が固着する時は尖った形状の方が応力集中場を防げます。滑らかな形状になるためです。
初期の段階で亀裂がなくてもフレッティング疲労による破壊が起きる理由は何ですか?
-摩耗によって部材の形状が変化し、新たな応力集中場ができるためです。そこで亀裂が発生してフレッティング疲労のメカニズムが始まります。
フレッティング現象を防ぐ根本的な対策は何ですか?
-部材を一体化できればフレッティング現象を防ぐ根本的な対策となります。
フレッティング疲労の特徴を簡単に教えてください。
-フレッティング疲労は、平滑な材料の疲労強度の2分の1から3分の1まで低下することがある怖い現象です。