ラチェット — CAE用語解説
ラチェット
繰り返し荷重による累積塑性変形
疲労と「ラチェット」って何が違うんですか？
疲労は繰り返し荷重でき裂が成長して最終破断する現象だけど、ラチェットは各サイクルで少しずつ塑性変形が蓄積して、最終的に過大な変形（または破断）に至る現象だよ。自転車のラチェット機構のように変形が一方向にじわじわ進むイメージだ。化学プラントの配管や圧力容器で特に問題になる。
ラチェットが起きる条件はありますか？
一次膜応力（重力・内圧など持続荷重による）と二次応力（熱膨張などサイクル的荷重）の組み合わせが重要だ。Breeの相互作用ダイアグラム（Bree Diagram）では一次応力と二次応力の比からシェイクダウン（弾性化）・ラチェット・疲労の領域が図示されていて、設計基準でよく引用される。
ASME規格と解析手法
ラチェットのFEM解析はどうやるんですか？
弾塑性材料モデルを使った非線形解析を複数サイクル繰り返して、サイクルごとの残留変形量をモニターする。変形の増分が収束すれば「シェイクダウン」、発散し続ければ「ラチェット」と判定できる。等方硬化と移動硬化（Kinematic Hardening）を組み合わせたChabocheモデルがラチェット予測に有効だ。
ASME規格ではラチェットはどう評価するんですか？
ASME BPVC Section III（原子力）やSection VIII Div.2では、ラチェット評価は弾性シェイクダウン解析で確認することが求められている。解析手法はElastic Ratcheting Rule（弾性則）やElasto-Plastic Analysis（弾塑性解析）が認められている。電力プラントや石油精製設備の長期信頼性評価で重要な解析項目だよ。
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