Goodman線図 — CAE用語解説

S-N曲線は応力振幅と寿命の関係だけど、実際の部品は平均応力がゼロじゃないことがほとんどだよね。Goodman線図は横軸に平均応力、縦軸に応力振幅をとって、「平均応力が増えると許容振幅が減る」という関係を直線で結んだ図なんだ。線の内側なら安全、外側なら疲労破壊のリスクありと判定する。

まさにその通り。ボルトは軸力による大きな引張平均応力がかかった状態で振動荷重を受けるから、Goodman線図で評価しないと寿命を過大に見積もってしまう。自動車のエンジンマウントボルトなんかは典型的な適用例だよ。

一番多い間違いは、圧縮側の平均応力にもそのままGoodman直線を適用しちゃうこと。圧縮平均応力は疲労に対してむしろ有利に働くから、圧縮側ではGoodman線をそのまま延長しないのが一般的だ。あとGerber線図やSoderberg線図との違いも把握しておくと、材料や用途に合わせて使い分けられるよ。

Goodmanは直線近似で保守的、Gerberは放物線で実験値に近い傾向がある。安全側に振りたい航空・宇宙ではGoodmanが多いし、自動車ではGerberを使うケースもある。SoderbergはもっとコンサバでGoodmanより内側だよ。

このあたりは押さえておきたいね。

いいね。FEAで求めた応力の平均値と振幅を線図にプロットして、安全領域にあるか確認する練習をするとすぐ身につくよ。