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2007年6月16日 (土)

軸の疲労破面 代表図

軸の疲労破面の代表図についてK.Hirakawaさんから、「ASM Hand book vol.11, Failure Analysis and Prevention, page 111」の掲載されているとの情報をいただいていました。

ASM Hand bookについては、カスタマー登録をすればこちらで参照できるようです。(登録は見合わせました)

インターネットで探していたら、こちらのページ(Fractography of Shafts Activity)に軸の疲労破面に関するChartを見つけました。

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私が持っている本に掲載されているのは、○断面の曲げ疲労に限定された図であることがわかります。下は、そのうちのひとつです。この筆者の方とは面識ありませんが、日本非破壊検査協会の中部支部の支部長をされていた方です。

破断面の見方―破面観察と破損解析 Book 破断面の見方―破面観察と破損解析

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先のページの図では、曲げではない両振りの破面についての代表例も掲載されています。応力集中の度合いも図入りで3段階に分けられています。

こちらのページとこちらのページに掲載されているボルトの破面、エキスポランド事故の破断面によく似ているように見えます。

今日は、備忘録のような記事でした。

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コメント

破面写真について
面白い写真を見つけましたね。特に3枚目のボルトの破面は事故の破面とよく似ていますね。
最初の二枚は歯車が付いていますからねじり疲労とキー溝の応力集中が主因でしょう。最後の写真はfretting疲労破面ですから、今回の破壊が圧入部ならこれに近いでしょうが、どうも今回の事故は3枚目の写真と同じようなねじ部のようですね。
 ところで、非破壊検査で軸の疲労亀裂の検出能力に関してですが、今ammからcmmまで進む寿命とbmmからcmmまで進む寿命の比はは、疲労亀裂の進展速度に関するパリスの4乗則が成り立ち、繰返し引張り疲労だと仮定して積分すれば、a(c-b)/b(c-a)となります。検査でa=2mmを検出するかあるいは b=10mm で検出できるとすれば、C=20mmまで亀裂が進む寿命の比は、0.11となります。すなわち、寿命は10分の一です。ネジそこの亀裂をどの大きさで検査して、その結果OKとして子供を乗せているのか。気になります。
 

投稿: K. Hirakawa | 2007年6月16日 (土) 22時42分

SUBALさん,こんばんは。考えるヒントを提示していただき,ありがとうございます。
K.Hirakawaさんのコメントにある数字も大変参考になり,感謝します。

投稿: niwatadumi | 2007年6月16日 (土) 23時46分

>面白い写真を見つけましたね。特に3枚目のボルトの破面は事故の破面とよく似ていますね。

これを見つけたときは、そっくりだと驚きました。破断部もナットのかかり始めのところ、典型的ですね。材質的にも近いのかもしれません。インターネットの検索機能を英語サイトに延長してはうまく使うと、面白い情報が得られると実感しています。

なるほど、パリス則で寿命比を求めるのなら、諸条件がわからない中でも、見当がつけられますね。私も、簡単に計算してみました。応力振幅を100MPaと仮定すると、2mmからですと20数万サイクル、10mmからですと3万サイクル程度の余寿命(20mmに達するまでと仮定)になりました。

>ネジそこの亀裂をどの大きさで検査して、その結果OKとして子供を乗せているのか。気になります。

ここはわかりませんが、私の予測では亀裂のサイジングはまず出来ていないでしょう。超音波では、検出が出来ているかも疑問です。

磁粉探傷もしくは浸透探傷で割れと疑われる指示が出たら不合格とするしか現時点ではないと思います。
磁粉探傷をちゃんとやれば、多少条件が悪くても深さ3mmの割れを見逃すことはまずないと思います。
ただ、ニュース映像で映っていたような明るいところでハンドマグナを使う、などということをやっていては、どのくらいの割れが見逃されるのか、見当が付きません(恐ろしい話です)。蛍光磁粉を使って、特に今回のケースでは端部に近いので、反磁界の影響を考慮した方法で行われるべきです。
JIS Z 2305(ISO 9712準拠)に従えば、手順書が整っていない場合にはレベル3技術者がまず手順書を定めることからはじめなければなりません。それ抜きに、レベル2以下の技術者が現場に行って検査を実施してはいけないのです。さあ、その辺どうなっているのでしょう。


投稿: SUBAL | 2007年6月17日 (日) 02時21分

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