二次応力はどう理解すればいいのか
Thread Content
二次応力に関する説明を見ると、二次応力の許容限界は周期性および疲労破壊モードに基づいており、ある期間の応力レベルには依存せず、むしろ変動する応力範囲と変動の繰り返し回数に依存している。 この言葉はどう解釈すればいいのでしょうか？ ①なぜ応力レベルに依存しないのか？ もし熱水管の両端を固定して中央部に補償を設けない場合、二次応力は必ず非常に高くなり、変形によってその応力を相殺することもできません。もし2つの固定点が十分に頑丈で破壊されないのであれば、管は塑性変形して破壊してしまうのでしょうか？それは、この時期のストレスレベルに関係しているんですね。 ②なぜこれほど多くの繰り返し回数があるのでしょうか？ 見てみたら、疲労破壊のサイクル数はかなり多く、低周波疲労であっても10の4乗、つまり1万回にもなります。しかし、1サイクルというのは、設置時に冷却状態で、運転中に温度が上昇してから再び冷却状態に戻ることを1サイクルとするのでしょうか（ポンプや圧縮機のように振動する配管は除きます）。安定して動作していれば、温度や媒体の相状態は大きく変わらないはずですよね。では、おおよそ3年に一度の大規模修理で、低周波疲労も3年間で1万回ですね。 この文は多くの資料に出てくるので間違いはないはずで、自分の理解に誤りがあるのだろう。では、上記の理解の誤りはどこにあるのだろうか？ 皆さんのアドバイス、ありがとうございます。
誰もいないの～？誰か話し合わないの？
投稿者さん、注意が必要です。そこで説明されているのは二次応力の限界についてであり、二次応力の限界とは、材料が別の破壊形態（主に疲労破壊を指す）に対処するために提唱された概念で、応力の繰り返し負荷回数や材料自体の力学的性質に関連しています。一般的に、繰り返し荷重がかからない限り、二次応力が材料に塑性変形を引き起こしたとしても、配管が破壊することはありません。しかし、変位荷重が極めて大きく、局部的な降伏やわずかな変形だけでは変位の拘束条件や自己変形の連続性の要求を満たすことができない場合、配管は一度の荷重負荷だけで破壊する可能性があります（あなたが挙げた最初の例のように）。私たちが対処しなければならないシステムの状況は千差万別で、サイクル回数が少ないものもあれば多いものもあります。一般的な解決策を得るためには、万が一に備える戦略を取るしかなく、そのため二次応力限界値を決定するには、比較的代表的な繰り返し数を選ぶしかありません（繰り返し回数が二次応力限界に与える影響は、応力範囲減少係数「f」によって表され、異なる繰り返し回数範囲にはそれぞれ異なる「f」値が対応します）。）