アルミ合金鋳物の低サイクル疲労について

質問

現在設計している部品（アルミ鋳物）の疲労強度を検討する際に、色々文献等を見ていますが、その中で設計中の部品の使用環境が高温⇔常温の繰り返し＋機械的な引張りを受ける為、低サイクル熱疲労試験にたどりつきました。そこでこの試験について教えて頂きたいのですが、低サイクル疲労試験は塑性域に達する歪を与える試験ですが、実際に製品を設計する際は塑性域まで使用されないように設計すると思うのですが、この低サイクル疲労試験というのはどういった意味合いを持つ試験なのでしょうか？私の認識が間違っていたら申し訳ありませんが、アドバイスをお願いいたします。

みなさん、アドバイスありがとうございます。
ご指摘の資料等を読ませていただきました。
私なりの考え（文献抜粋）ですが、低サイクル疲労の意義は元々製品には何かしらの欠陥があって（特に鋳造品は）、金属疲労はこのような欠陥等から微視的な亀裂が成長して破壊するため、高サイクル疲労の場合、亀裂先端領域は応力集中により塑性変形しており、この状態を試験片全体に再現して調べることで、疲労過程の様相を明らかにしている。つまりは、欠陥がある場合を想定して早く結果を出す試験ですかね？この試験結果だけで材料の良し悪しを判断はできないと思いますが、１つの判断材料ということですかね。
もっと勉強します。

回答No.3

noname#230359

トヨタ中研のレポートが見つかりました。

　　『アルミニウム合金鋳物の熱疲労特性評価』

アルミ鋳物だから、ポロシティや偏析などの欠陥が出来る。
それと疲労強度との関係をなるべく短期間（低サイクル）で取得するための加速試験として提案されたようです。

相当密度の濃いレポートで、読むのは疲れるが得られる情報も詰まってるようです。

実際の使用条件内でおとなしくやっていたのでは加速試験にならない。しかし厳しくした試験条件と実際との対比が取れていなければならない。
　　＞４．３　寿命に及ぼすポロシティの影響
のような要因別の判定もあるし、試験何サイクルを満たせば、規定寿命を満足するかの判定が出来るのが最終目標。

かなり大変なこととは思いますが・・・

参考URL：

http://www.tytlabs.co.jp/japanese/review/rev312pdf/312_073ikuno.pdf

回答No.2

noname#230359

回答(１)さんの内容にて、微笑劣化(亀裂)が促進され低サイクルでも疲労が発生します。

以下のURLを確認し、見聞を更に深めて下さい。

参考URL：

http://jikosoft.com/cae/engineering/strmatf01.html http://kousyoudesignco.dip.jp/ZAIRIKI-tukare.html

回答No.1

noname#230359

高温のレベルが融点の1/2以上なら高温クリープの考慮が必要です。
アルミ材の場合は時効硬化処理の影響もあり、亀裂の進展は鋼材と異なるこ
とが予想されます。
下記サイトに塑性ひずみ幅を用いたManson-Coffin の式などが紹介されてい
ます。参考になりませんか。

参考URL：

http://ms-laboratory.jp/strength/st_top.htm