予き裂について

質問

線形破壊力学で「予き裂」について質問です。
試験片をつくり放電加工機で13mmのき裂をいれた後に、2mmをナイフエッジのノコでき裂先端を鋭角にとがらせたのですが、この「ノコで鋭角にとがらす」という行為が「予き裂を入れている」という事になるのでしょうか？そして、試験を行う際に予き裂を入れる事が義務化されていると文献で拝見をしましたが、この「予き裂」の必要性がいまいちピンときません。入れる事によってき裂先端や実験結果にはどのような影響を及ぼすのか？なぜ義務化されているのか？そして、予き裂は疲労き裂という事になるのか？アドバイスをいただければ幸いです。何卒、よろしくお願いいたします。

回答No.2

noocyte

> たとえると非常に分かりやすくなり、

あの～「たとえ」じゃなくて「同じ原理」なんですが，その点は大丈夫ですか？

違いは「材料」(それと場合によっては「亀裂に加える応力の方向」) だけだと思うんですが…．
(ご質問の実験では亀裂に加える応力は引張り方向だと思いますが，
　袋を開ける際にはそれ以外に剪断力を加える場合もありますよね．)

お礼

申し訳ありません。勉強不足であった事をお詫び申し上げます。あとは、材料とき裂に対する荷重の負荷方法の違いを考慮すればどうなるのかというのを、考え付きました。
もっと早くに判断できるよう勉強を重ねて参ります。また何かありましたらよろしくお願いいたします。

回答No.1

noocyte

破壊力学には門外漢ですが，回答がつかないようなので…．

>「予き裂」の必要性がいまいちピンときません。

難しく考えずに，ポテトチップスや即席ラーメンのスープの袋に
切り込みが入っているのと本質的に同じと考えればいいのでは？
(そういうことを聞きたいのではない？)

もう少し破壊力学的に言うと，尖った亀裂の先端は曲率半径が非常に小さいから，
そこに大きな応力集中が起き，そこから破壊が進むということになると思います．

http://www.somiya.mech.keio.ac.jp/Lecture/kougakuzairyo/%EF%BC%88%E5%B7%A5%E5%AD%A6%E6%9D%90%E6%96%99%EF%BC%89%E7%AC%AC3%E5%9B%9E%20%E5%8A%9B%E5%AD%A6%E7%9A%84%E6%80%A7%E8%B3%AA2.pdf

お礼

ご返事ありがとうございます。アドバイスをいただきました、「袋に切り込みが入って」という例えでピンときました！すでに入れていある切れ込み(袋のギザギザの部分)に荷重を負荷させる(力を入れて袋をの切込みを裂き、き裂が進展する)と、たとえると非常に分かりやすくなり、イメージがつきました。
実際、き裂先端の半径はほぼゼロで実験を行いましたので、そこからき裂が進展というふうに考えます。
アドバイス、ありがとうございました。