疲労に関するＱ＆Ａ集

【Q&Aシートの見方】
各Q&Aシートには「Q」の欄に質問が、「A」の欄に解答が記載されています。
また、「Q」の欄の末尾に「参照QNo.」が記載されている場合、参照QNo.のQ&Aシートと照し合せながら当該のQ&Aシートをご覧ください。

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FA：疲労強度・寿命

• FA-01 
  試験片の疲労寿命は実機のき裂発生寿命ですか，それとも疲労寿命ですか．
• FA-02 
  疲労試験をしないで低サイクル疲労寿命曲線を得ることはできますか．
• FA-03 
  金属材料はなぜ疲労が起きるのでしょうか．
• FA-04 
  疲労試験をしないで疲労限度を得るには，どうしたらよいでしょうか．
• FA-05 
  低サイクル疲労と高サイクル疲労の間に境界はありますか．
• FA-06 
  なぜ，S-N線図の目盛りは対数なのでしょうか．
• FA-07 
  運転期間がどの程度経過すれば，すなわち，応力の繰返し数が何回以上になっていれば，疲労破壊は生じないと判断してよいでしょうか．
• FA-08 
  応力腐食割れ（SCC）を起点として疲労き裂が進展する事象はありますか．
• FA-09 
  疲労強度に関するデータベースを教えてください．
• FA-10 
  引張試験の途中で除荷して予ひずみを与えた試験片に再負荷を行うと，除荷を行わない引張試験と同じ応力-ひずみ関係に戻るので，予ひずみは引張強さに影響を及ぼさないと考えます．一方，鉄鋼材料を圧延などで加工して予ひずみを与え，その材料から試験片を採取して試験すると，疲労限度は上昇します．疲労限度は引張強さの半分程度の値であることが知られていますが，この関係は，予ひずみ材に対して成立しないのでしょうか．
• FA-11 
  疲労強度を表すS-N 曲線が応力振幅，疲労き裂進展特性を表すパリス則が応力範囲により整理された歴史的背景を教えてください．
• FA-12 
  疲労限度の有無に結晶構造の違いによる影響がありますか．
• FA-13 
  大気環境は金属材料の疲労強度に影響を与えますか．
• FA-14 
  低サイクル疲労の試験と試験結果の適用が，応力ではなく，ひずみを基準としている理由はなぜなのでしょうか．
• FA-15 
  疲労強度，疲労寿命を低下させる要因としてどのような因子がありますか．
• FA-16 
  低サイクル疲労と高サイクル疲労における疲労特性の特徴と，設計的な考慮事項は何でしょうか．
• FA-17 
  疲労強度の試験方法の規格を教えてください．
• FA-18 
  疲労試験を実施する場合，何Hzで実施するのがよいですか．また，疲労強度には繰返し速度依存性がありますか．
• FA-19 
  地震荷重を受ける原子力設備の疲労評価に，環境効果を考慮する必要はありますか．
• FA-20 
  疲労限度と疲労寿命に及ぼす応力集中（切欠き）の影響を教えてください．
• FA-21 
  低周波数で振幅の大きい応力波形に，高周波数で振幅が小さい応力波形が重畳する場合，疲労評価の注意点を教えてください．
• FA-22 
  疲労強度に及ぼす溶接残留応力の影響を教えて下さい．
• FA-23 
  実機にき裂が発生する前に，非破壊試験などにより疲労がどの程度まで進行しているか検出できますか．
• FA-24 
  熱疲労はなぜ生じるのでしょうか．どのような例がありますか．
• FA-25 
  疲労き裂は部材の表面で発生する場合と内部で発生する場合がありますが，それぞれが発生する条件を教えてください．
• FA-26 
  疲労強度に及ぼす表面状態の影響を教えてください．
• FA-27 
  実機の高サイクル熱疲労寿命は，高温疲労試験結果から予測してもよいですか．
• FA-28 
  疲労試験で荷重制御とひずみ制御の使い分けはどのようにしたらよいでしょうか．
• FA-29 
  疲労寿命を引張強さと絞りから予測する方法があることは知られていますが，疲労寿命を引張強さのみから予測できるのでしょうか．
• FA-30 
  腐食疲労の一般的な特徴を教えてください．また，軽水炉での環境疲労との違いを教えてください．
• FA-31 
  原子力設備に対する疲労解析の設計的ポイントを教えて下さい．
• FA-32 
  高サイクル疲労における疲労限度と低サイクル疲労寿命に相関関係はあるのでしょうか．
• FA-33 
  ショットピーニングなどの表面処理により疲労強度が向上する理由について教えてください．
• FA-34 
  疲労解析では，低サイクル疲労が対象の場合にも，なぜ応力振幅を使用するのですか．
• FA-35 
  完全な圧縮応力状態で疲労は起こりますか．
• FA-36 
  実機に使用されている材料の疲労強度と疲労寿命を予測するためには，材料の機械的性質のミルシート値または規格値のどちらを使ったらよいでしょうか．
• FA-37 
  疲労試験でS-N曲線を取得する場合，何本程度の試験片が必要でしょうか．
• FA-38 
  高温低サイクル疲労の疲労寿命にひずみの繰返し速度が影響するのはどのような場合ですか．また，その理由を教えて下さい．
• FA-39 
  複数の応力振幅を含む変動応力が作用する場合，一定応力振幅の疲労限度以下の応力振幅は無視して疲労寿命を予測しても問題ないでしょうか．
• FA-40 
  「腐食疲労」とはどのような事象ですか.単なる「腐食」と「疲労」の重畳と考えてよいですか．または,設備の管理にとってはそれ以上に重要性(危険性)がある事象ですか．なお，設備の維持管理に際して，腐食疲労に関する留意事項(発生防止，発生した場合の処置など)をご教示下さい．
• FA-41 
  疲労設計において参考となる文献，図書などを教えて下さい．
• FA-42 
  低サイクル熱疲労において，温度とひずみの時間履歴は疲労寿命に影響しますか．
• FA-43 
  小口径配管ソケット溶接継手の疲労強度の解析における注意点を教えて下さい．
• FA-44 
  平均応力と応力集中が重畳する場合の疲労強度の解析方法を教えて下さい．
• FA-45 
  多軸応力場における疲労解析方法を教えて下さい．
• FA-46 
  疲労強度に及ぼす寸法効効果についての影響を教えて下さい．
• FA-47 
  Smith-Watson-Topper法とは，どのような疲労解析方法ですか．
• FA-48 
  介在物起点の疲労破壊の場合，疲労解析にはどのような方法がありますか．
• FA-49 
  疲労強度に及ぼす平均応力の評価法を教えて下さい．
• FA-50 
  溶接継手の疲労解析方法について教えてください．
• FA-51 
  S－N曲線の疲労寿命がばらつく要因は，亀裂発生ですか，それとも亀裂進展ですか．
• FA-52 
  金属材料は疲労しますが（金属疲労），金属材料以外の材料は疲労しますか．

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FB：疲労き裂進展

• FB-01 
  疲労破面には，なぜ，ビーチマークが形成されるのでしょうか．また，ビーチマークが半楕円形状になるのはなぜですか．
• FB-02 
  ストライエーション間隔から応力範囲を評価する場合の注意点はありますか．
• FB-03 
  応力拡大係数の記号Kの由来を教えてください．
• FB-04 
  疲労き裂進展評価に必要な応力拡大係数のハンドブックを教えて下さい．
• FB-05 
  疲労き裂形状から引張応力が作用したのか，曲げ応力が作用したのかわかりますか．
• FB-06 
  疲労き裂進展特性に関するデータベースを教えて下さい．
• FB-07 
  破面のストライエーション模様からき裂の進展方向が判断できますか．
• FB-08 
  破面観察から、通常の疲労とフレッティング疲労はどのように区別すればよいですか．
• FB-09 
  実機の破壊事故で、疲労破壊の可能性があり、詳細な調査と解析を行う場合に、具体的な調査項目を網羅し、基本的なアプローチの事例と留意点を示す文献があれば、紹介して下さい．
• FB-10 
  疲労き裂はどのような機構で発生し、進展するのか教えて下さい．
• FB-11 
  コンパクト試験片のデータを用いて作成した疲労き裂進展速度線図を使って、薄肉（平面応力状態）の部材のき裂進展評価することは、安全側となりますか．
• FB-12 
  疲労き裂進展試験の規格とその概要を教えて下さい．
• FB-13 
  疲労き裂進展速度が応力拡大係数K をパラメータとして表示できるのはなぜですか．
• FB-14 
  疲労初期の破面にはストライエーションが認められないと言われていますが、どのような模様が認められますか．
• FB-15 
  破面にどのような特徴があると疲労破壊と判断できるのでしょうか．
• FB-16 
  疲労破壊過程でストライエーションが形成されるき裂進展領域が限定される理由はなぜですか．
• FB-17 
  疲労き裂進展に伴いき裂形状（アスペクト比）はなぜ変化するのですか．
• FB-18 
  破壊力学の教科書によると、き裂先端開口変位は降伏応力と縦弾性係数の積に反比例します．ストライエーション形成機構で進展する疲労き裂の進展速度は、同様な降伏応力と縦弾性係数依存性を示すはずだと思います．ところが、異なる材料系の疲労き裂進展速度は、応力拡大係数を縦弾性係数で除したパラメータで一義的に表示できるといわれています．これらは矛盾しているように思われますが、いかがでしょうか．
• FB-19 
  疲労き裂進展の解析には，主として線形破壊力学的手法（パリス則など）が適用されています．溶接継手では，降伏応力に相当する引張りの残留応力が発生します．このような高い応力場に存在するき裂の進展は，パリス則などにより解析してもよいのでしょうか．また，オーステナイト系ステンレス鋼は冷間加工を施し，大きな塑性ひずみが導入された状態で使用されることがあります．このような冷間加工材に対して，従来の線形破壊力学的手法で疲労き裂の進展を解析してもよいのでしょうか．
• FB-20 
  疲労き裂進展試験を行う場合の注意点を教えて下さい．
• FB-21 
  疲労破面を観察したとき，疲労き裂の起点にはどのような特徴がありますか．
• FB-22 
  疲労破面を観察したとき，疲労き裂の起点位置をどのように推定すればよいですか．
• FB-23 
  疲労のき裂閉口について教えてください．
• FB-24 
  疲労き裂進展速度と応力拡大係数範囲の関係を表すパリス則の係数は，試験からどのように決定するのですか．
• FB-25 
  表面に近い内部欠陥は、なぜ表面欠陥として取り扱うのですか．
• FB-26 
  疲労き裂が入ってしまった部材の疲労寿命を延ばす方法はありますか．
• FB-27 
  多軸応力が作用する場合，疲労破面はどのような様相を示しますか．
• FB-28 
  一般的にマクロな疲労破面は平坦で滑らかですが、下図(1)のように凹凸があるマクロな疲労破面の例があることを知りました。このようなラチェット破面ができるメカニズムを教えて下さい．

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FC：規格関連

• FC-01 
  環境疲労評価が日本機械学会設計・建設規格(2012年版)に取り込まれていませんが，どのような検討がなされていますか．
• FC-02 
  規格の疲労評価において，残留応力はどのように取り扱えばよいでしょうか．
• FC-03 
  機器設計を行う上で，どのような場合に疲労評価を行う必要がありますか．
• FC-04 
  日本機械学会の設計疲労線図は，安全率を応力に対して1/2に，繰返し数に対して1/20に設定していますが，その妥当性は何をもって確認しているのでしょうか．
• FC-05 
  疲労累積係数はどの程度の繰返し数まで評価すればよいでしょうか．特に，疲労限度が明確でないオーステナイト系ステンレス鋼に対して教えて下さい．
• FC-06 
  日本機械学会 維持規格に記載されている材料ごとのき裂進展速度線図は，どのように設定されているのでしょうか．
• FC-07 
  安全率と裕度の違いはありますか．
• FC-08 
  クラス１配管のソケット溶接部に対して疲労解析をする場合，設計建設規格のPPB-3533またはPPB-3536で規定されている繰返しピーク応力強さの算定に使用する応力係数の定め方を教えて下さい．
• FC-09 
  安全率と裕度の違いはありますか．
• FC-10 
  一次＋二次応力強さが3Smを超える場合に，なぜKe係数（ひずみの割り増し係数）を用いて疲労解析をしないといけないのでしょうか．
• FC-11 
  共用期間中の非破壊試験によりきずが見つかった場合のJSME維持規格による評価について教えて下さい．
• FC-12 
  地震荷重モードで，疲労の位置付けを教えて下さい．
• FC-13 
  原子力設備の高サイクル熱疲労評価に，「環境効果」を考慮する必要がありますか．
• FC-14 
  疲労試験により得られた試験データを用いて，設計疲労線図を設定するにはどのようにしたらよいでしょうか．
• FC-15 
  安全率と裕度の違いはありますか．安全率と裕度の違いはありますか．
• FC-16 
  ASME B&PV Code, Section III等の圧力容器の設計規格には疲労解析不要の条件が規定されていますが、これを適用する場合，一次応力と二次応力の和が許容値を満足すれば，疲労解析が不要になる理由を教えて下さい．
• FC-17 
  圧力容器の維持規格と航空機の損傷許容設計の違いを教えて下さい．
• FC-18 
  支持構造物に疲労解析が規定されていない理由はなぜですか．また，支持構造物の疲労解析を実施する場合はどうすればよいでしょうか．
• FC-19 
  オーステナイト系ステンレス鋼の設計疲労線図は， 10⁶回を超えると3種類の線図を使用している考え方を教えてください．
• FC-20 
  弁の疲労解析は260℃を基準温度として評価していますが，環境疲労評価する場合のひずみ速度の算出の際に用いる温度は設計･建設規格の弁の応力解析で用いられている260℃あるいは設計過渡条件で設定される温度過渡のいずれを用いればよいでしょうか．

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