ノッチ付き試 specimens の疲労寿命を予測するための位相場法と臨界距離理論の組み合わせ

工学部品で広く使用されているノッチ特徴は、その形状によって引き起こされる応力集中のために構造部品の疲労寿命に悪影響を及ぼします。これは、ノッチのような幾何学的不連続性が構造部品の疲労特性に与える悪影響を評価するために数値的方法の重要性を強調しています。本研究では、金属ノッチ付き試 specimens の疲労挙動を予測するための新しい位相場疲労定式が提案され、ノッチ効果を捉えるための臨界距離理論に基づく無次元パラメータが示されています。S-N 曲線の傾きは、異なる臨界距離から得られる有効応力比の関数と見なされ、疲労損傷閾値は S-N 曲線の傾きによって変化しました。滑らかな試 specimens とノッチ付き試 specimens の二つの S-N 曲線が各材料の疲労モデルパラメータをキャリブレーションするために使用されました。幾何学、応力比および荷重モードに関するさまざまな構成の実験データによって検証された数値例は、提案モデルの妥当性と、異なるノッチ幾何学および材料を持つノッチ付き試 specimens の疲労寿命を正確に予測する能力を示しました。予測された疲労寿命はほとんど ± 2 の散布バンド内に収まりました。結果は、従来の TCD 方法と比較して、提案されたモデルが異なる疲労寿命での臨界距離の再計算の必要性を排除し、応力比の効果が臨界距離を再キャリブレーションすることなく自然に捉えられることを示しました。