き裂閉口【材料力学用語辞典】

材料力学用語辞典では、材料力学で出てくる専門用語を分かりやすく紹介しています。今回の用語は「き裂閉口」です。

この記事はYoutube動画で紹介した内容の概要です。詳細は動画をご覧ください。

き裂閉口とは

き裂閉口（き裂開閉口）は、引張荷重が作用してもき裂の口が開かなくなったり、除荷の途中でき裂の口が閉じたりする現象です。き裂閉口には、塑性誘起き裂閉口、破面粗さ誘起き裂閉口、酸化物誘起き裂閉口、粘性流体誘起き裂閉口などの種類があります。

塑性誘起き裂閉口のメカニズム

代表的なき裂閉口が塑性誘起き裂閉口です。き裂が進展するとき、き裂先端では塑性変形が生じて先端周辺の材料が引き伸ばされます。き裂が伸びた領域を進展すると、除荷時にき裂面が互いに接触して閉口が生じ、圧縮応力が生じます。

き裂閉口が生じると、き裂が開口しているときだけが疲労き裂進展に寄与し、閉口しているときはき寄与しません。そのため、き裂閉口を考慮したき裂進展速度を求めるには、応力拡大係数範囲を有効応力拡大係数範囲に補正する必要があります。

まとめ

• 引張荷重が作用してもき裂が開かなくなったり、除荷の途中で口を閉じる現象が「き裂閉口（き裂開閉口）」。
• き裂閉口には、塑性誘起き裂閉口、破面粗さ誘起き裂閉口、酸化物誘起き裂閉口、粘性流体誘起き裂閉口など様々な種類がある。
• 塑性誘起き裂閉口は、き裂先端が塑性変形で伸びて、伸びた領域をき裂が進展することで生じる。
• き裂閉口が生じる条件でき裂進展速度を求めるには、応力拡大係数範囲を有効応力拡大係数範囲に補正する。

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