低サイクル疲労 — CAE用語解説
低サイクル疲労
先生、低サイクル疲労って高サイクル疲労と何が違うんですか？
定義
定義を教えてください。
低サイクル疲労（LCF）は、繰り返し数が比較的少ない（数百〜数万回）で破壊に至る疲労現象だ。各サイクルで塑性変形が伴うのが特徴で、ひずみ制御の疲労試験で評価する。高サイクル疲労（HCF）は弾性域で10⁵〜10⁷回以上。
塑性変形が起きる疲労ってどういう場面ですか？
タービンブレードの起動・停止サイクル（熱応力で塑性域に入る）、原子力配管の熱過渡（急激な温度変化による繰り返し塑性ひずみ）、プレス金型の繰り返し成形荷重など。回数は少ないけど1回1回のダメージが大きいんだ。
構造解析における役割
CAEではどうやって評価しますか？
弾塑性FEMで応力-ひずみ履歴を求めて、ε-N曲線（ひずみ-寿命曲線）やCoffin-Mansonの式Δε_p/2=ε_f'(2N_f)^cで寿命を推定する。マンソンのユニバーサルスロープ法なら引張試験データだけでも概算できるよ。
弾塑性解析が必須なんですね。弾性解析だけだとダメですか？
Neuberの式σε=σ_e²/Eを使えば弾性解析結果から局所の弾塑性ひずみを推定できるけど、精度は落ちる。特に複雑な多軸応力状態では弾塑性FEMでないと信頼性のある評価は難しいんだ。
関連用語
関連する用語を教えてください。
低サイクルと高サイクルで評価方法が全然違うんですね。ε-N曲線、勉強します。
タービンディスクの寿命管理はLCFの代表的応用。航空エンジンの安全に直結する分野だよ。
CAE用語の正確な理解は、チーム内のコミュニケーションの基盤です。 — Project NovaSolverは実務者の学習支援も視野に入れています。
CAEの未来を、実務者と共に考える
Project NovaSolverは、低サイクル疲労における実務課題の本質に向き合い、エンジニアリングの現場を支える道具づくりを目指す研究開発プロジェクトです。
プロジェクトの最新情報を見る →関連トピック
なった
詳しく
報告