Question 1

Paris則で残余疲労寿命はどう計算しますか？

Accepted Answer

Paris則 da/dN = C·ΔK^m を a₀ から a_c まで積分することで残余疲労寿命を求めます。ΔK = Δσ·√(πa) を代入すると、m ≠ 2 の場合 Nf = (a_c^(1-m/2) − a₀^(1-m/2)) / (C·(Δσ√π)^m·(1−m/2)) となります。臨界き裂長さ a_c は K_IC = Δσ·√(π·a_c) から a_c = (K_IC/(Δσ·√π))² として算出します。

Question 2

Paris則定数CとmはJIS/ASTMデータと比べてどう違いますか？

Accepted Answer

Paris則定数は材料・環境・応力比Rによって大きく変わります。鋼材の典型値は C ≈ 10⁻¹¹ m/cycle/(MPa√m)^m、m ≈ 3.0 ですが、海水環境ではCが1桁以上増加します。ASTM E647試験による定数を使うのが最も正確で、応力比Rの影響は Walker則や NASGRO式で補正できます。本ツールのCスライダーは対数スケールで設定可能です。

Question 3

最後の10%のき裂成長区間に注目すべき理由は何ですか？

Accepted Answer

Paris則では ΔK が大きくなるほどき裂進展速度が急加速するため、き裂長さの最後の10%区間（a_c の90%〜100%）では、それ以前の90%区間よりもはるかに短いサイクル数で破壊に至ります。これはNDE（非破壊検査）の検査間隔設計において、残余寿命の大半が前半のゆっくりした成長期にあることを示し、検査感度と頻度の設定に直結します。

Question 4

初期き裂長さa₀が不明な場合、どのように設定しますか？

Accepted Answer

初期き裂長さは非破壊検査（超音波・浸透探傷など）の検出限界から設定するのが実務的です。検出限界が不明な場合は、材料の疲労き裂発生寿命に相当する「ノミナル初期き裂」（例：0.5〜1.0 mm）を用います。航空機や圧力容器の損傷許容設計では、初期欠陥寸法は規格（FAA、ASME等）で定められた「仮定欠陥サイズ」を使うことが多いです。

Paris則き裂進展・残余寿命シミュレーター

材料プリセット

Paris則定数

破壊靭性 & 応力

き裂寸法

数式

計算例

計算例：疲労き裂の残余寿命推定

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