| 第1章 破壊力学の基礎 |
| 1.1 破壊力学の概念 1 |
| 1.1.1 き裂近傍の応力・変位 2 |
| 1.1.2 き裂場の変形様式 4 |
| 1.1.3 破壊力学の場からみた材料の強度 7 |
| 1.2 き裂の解析 8 |
| 1.2.1 K値を用いた応力変位場の表示 8 |
| 1.2.2 き裂を含む弾性応力場解析の基礎式 10 |
| （1） 平面応力場の力のつり合い 10 |
| （2） ひずみの適合条件式 11 |
| 1.2.3 応力関数決定のための条件 14 |
| （1） 境界条件 14 |
| （2） 変位一価の条件 14 |
| 1.2.4 応力拡大係数の関数表示 14 |
| 1.3 応力拡大係数の様々な解析法 17 |
| 1.3.1 体積力を利用したき裂の解析法 17 |
| 1.3.2 転位分布を利用したき裂の解析法 18 |
| 第2章 破壊強度を支配する力学パラメータ |
| 2.1 応力拡大係数と破壊靭性値 21 |
| 2.1.1 代表的なき裂のK値 22 |
| 2.1.2 き裂先端に小規模な塑性域が生じている場合の補正 24 |
| 2.1.3 破壊靭性値の求め方 25 |
| 2.2 き裂開口変位の限界値 30 |
| 2.3 き裂先端塑性域の限界値 32 |
| 2.3.1 弾性解を用いた方法 32 |
| 2.3.2 Dugdaleモデルに基づく塑性域 33 |
| 2.3.3 数値解析による塑性域の計算 33 |
| 2.4 ストレッチドゾーン寸法 34 |
| 2.5 J積分の限界値 35 |
| 2.6 破壊靭性に影響を及ぼす諸因子 37 |
| 2.6.1 破壊靭性の一般的傾向 37 |
| 2.6.2 温度の影響 38 |
| 2.6.3 雰囲気の影響 41 |
| 第3章 疲労破壊 |
| 3.1 高サイクル疲労と低サイクル疲労 43 |
| 3.1.1 疲労強度線図 44 |
| 3.1.2 高サイクル疲労と累積損傷則 47 |
| （1） 線形累積損傷則 47 |
| （2） 荷重のランダム性 48 |
| 3.1.3 低サイクル疲労 50 |
| 3.2 疲労強度に及ぼす平均荷重の影響 51 |
| 3.3 疲労き裂 52 |
| 3.3.1 ステージⅠ 53 |
| 3.3.2 ステージⅡ 54 |
| 3.3.3 ステージⅢ 58 |
| 3.4 き裂伝ぱ速度に及ぼす力学的な要因 59 |
| 3.4.1 荷重状態の影響 59 |
| （1） 平均荷重の効果 59 |
| （2） 過大荷重の効果 59 |
| （3） 引張り過大荷重によるき裂進展の遅延効果 60 |
| 3.4.2 残留応力の効果 62 |
| 3.5 破壊力学に基づくき裂材の寿命解析 64 |
| 3.6 き裂材の疲労強度に及ぼす環境の影響 69 |
| 3.6.1 腐食疲労 69 |
| 3.6.2 応力腐食割れ混合疲労 71 |
| 3.6.3 エロージョン／コロージョン 71 |
| 3.6.4 その他の要因 72 |
| （1） 負荷速度 72 |
| （2） ラチェッティング 72 |
| 3.7 耐疲労損傷設計の概念 72 |
| 3.7.1 安全寿命設計 72 |
| 3.7.2 フェールセーフ設計 73 |
| （1） 多荷重経路構造 74 |
| （2） 二重構造 74 |
| （3） 荷重軽減構造 75 |
| （4） 組合せ構造 75 |
| （5） 低き裂成長構造 75 |
| 3.7.3 損傷許容設計 75 |
| 3.7.4 損傷許容設計法の適用を容易にするための工夫 77 |
| （1） 破壊靭性値の高い材料の選定 77 |
| （2） 欠陥検出の容易な構造 77 |
| （3） 適正な整備点検計画の策定 78 |
| 3.7.5 ダメージトレラントレーティングの考え方 78 |
| 第4章 フラクトグラフィ |
| 4.1 破面観察の方法 81 |
| 4.2 破面の巨視的様相 82 |
| 4.3 破面の微視的様相と分類 83 |
| 4.3.1 延性破面 83 |
| 4.3.2 脆性破面 86 |
| 4.3.3 疲労破面 87 |
| 4.3.4 応力腐食割れ高温クリープ破面 90 |
| 第5章 非破壊検査 |
| 5.1 非破壊検査技術のいろいろ 91 |
| （1） 超音波法 91 |
| （2） X線法 93 |
| （3） 浸透探傷 93 |
| （4） 渦流探傷 93 |
| （5） 赤外線サーモグラフィ 93 |
| （6） 磁粉探傷 94 |
| （7） メカニカルインピーダンス 95 |
| （8） AE法 95 |
| （9） D-サイト法 95 |
| （10） ホログラフィ法 96 |
| （11） 中性子ラジオグラフィ法 96 |
| 5.2 代表的な非破壊検査法の欠陥検出精度 97 |
| 5.3 非破壊検査におけるヒューマンファクタ 98 |
| 第6章 破壊の事例と防止策 |
| 6.1 事故原因のあらまし（航空機の例） 99 |
| 6.2 荷重見積もりの甘さによる事故事例と対策 100 |
| 6.2.1 「B-707-320型機」の水平尾翼疲労破壊事故 100 |
| 6.2.2 「ブリストル170型機」の空中分解事故 100 |
| 6.2.3 CFRP複合材製テールロータの破壊によるヘリコプタの墜落事故 101 |
| 6.2.4 ステンレス配管の熱疲労破壊 101 |
| 6.2.5 荷重見積りの誤りに基づく損傷の防止対策 101 |
| 6.3 固有振動に関する知識不足による事故事例と対策 102 |
| 6.3.1 原子力配管設備のナトリウム漏れ事故 102 |
| 6.3.2 固体ロケットと超音速飛行模型の分離実験に失敗した事例 103 |
| 6.3.3 ロケットエンジンのタービン翼のキャビテーション破壊 103 |
| 6.3.4 固有振動に関する知識不足に基づく構造破壊事故防止対策 103 |
| 6.4 材料と環境の相性の問題による事故事例と対策 104 |
| 6.4.1 アルミニウム合金製遠心分離器の応力腐食割れによる破壊 104 |
| 6.4.2 チタン合金の水素脆化割れ，ステンレス鋼の応力腐食割れ 104 |
| 6.4.3 応力腐食割れなどによる破壊防止対策 105 |
| 6.5 腐食および防食 105 |
| 6.5.1 腐食の原因 105 |
| 6.5.2 腐食の形態 106 |
| ① ピッティングコロージョン 106 |
| ② はく離型腐食 106 |
| 6.5.3 腐食防止対策 106 |
| 6.6 設計不良に伴う応力集中による事故事例と対策 107 |
| 6.6.1 へリコプタロータハブの破壊事故 107 |
| 6.6.2 「コメット機」の窓枠コーナー部の応力集中によるき裂発生 107 |
| 6.6.3 トラックの走行中のタイヤ脱落事故 108 |
| 6.6.4 設計の誤りによる破壊防止対策 108 |
| 6.7 熱処理の不適正による事故事例と対策 109 |
| 6.8 大規模修理設計変更後の構造モニタリング不足による事故事例と対策 110 |
| 6.8.1 圧力隔壁の破壊による日航ジャンボ機墜落事故 110 |
| 6.8.2 「ブリタニア機」左主脚の疲労折損事故 111 |
| 6.8.3 補修パッチ部から新たなき裂の発生 112 |
| 6.8.4 「B-707型機」水平尾翼疲労破壊による墜落事故 112 |
| 6.8.5 大規模修理・設計変更後の構造健全性モニタリング不足による事故防止対策 113 |
| 6.9 検査の見落とし・省略，マニュアル無視整備による事故事例と対策 114 |
| 6.9.1 離陸飛行中のエンジン脱落による「DC-10型機」の墜落事故 114 |
| 6.9.2 エンジンファンディスクの破壊による「DC-10型機」クラッシュランディング事故 115 |
| 6.9.3 アロハ航空「B-737型機」客室天井部分胴体吹き飛び事故 116 |
| 6.9.4 関西電力美浜原子力発電所二次冷却配管の破裂事故 118 |
| 6.9.5 検査の見落とし省略，マニュアル無視整備による事故の防止対策 118 |
| 6.10 評価試験のまずさに基づく事故事例と対策 119 |
| 6.10.1 「コメット機」の開発試験の失敗 119 |
| ① 負荷荷重順序の誤り 119 |
| ② 変形およびひずみ量の過小評価 120 |
| 6.10.2 評価試験のまずさに基づく事故の防止対策 120 |
| 6.11 機械の目的外使用による事故事例と対策 121 |
| 6.11.1 ショベルカーを杭打ち作業に用いて折損する事故 121 |
| 6.11.2 機械の目的外使用による事故の防止対策 121 |
| 6.12 「失敗の樹」解析（FTA）のすすめ 121 |
| 参考文献 123 |
| 索引 126 |
| おわりに 131 |
| 付表 133 |
図書
