脆性材料におけるIF法によるラディアルタラックの開口変位評価モデル

摘要

脆性材料の硬さ試験を行うとある臨界荷重以上の荷重で圧痕まわりにマイクロクラックができる.特にビッカース硬さ試験では圧痕の対角線方向に半円状の表面クラックであるラディアルクラックが形成され，その大きさから脆性材料の破壊抵抗である破壊靱性値K_(IC)を評価できる.これを圧痕破壊法（Indentation Fracture Method，以下IF法）という.IF法はとても簡便な試験法であり多くのデータを得ることができるが，これまで経験則としても理論的な考察に基づくものとしても種々の破壊靱性値の評価式が提唱されており，どの式を使うかで大きな違いが出てくる.このとから前報では，それまで検討してきたHillのキヤビティ理論によるビッカース圧痕周りの弹塑性解析を再検討し，硬さと降伏強さの関係，圧痕周りの弾塑性応力場を満足した上で，ラディアルタラックに対する応力拡大係数（Stress Intensity Factor，以下SIF)を導く系統的かつ定量的なモデル構築を試みた.一方，材料の破壊挙動を知る上で，クラックの進展特性を明らかにすることは重要であり，クラック開口変位(Crack Opening Displacement，以下COD)を調べることが必要となってくる.またCODから材料の破壊靱性値を評価することも可能である.