き裂閉口
材料の疲労、特に金属疲労におけるき裂閉口(きれつへいこう、英: crack closure)とは、き裂を開こうとする力が加わっても、ある程度以上の力まではき裂が閉じた状態を保つ現象である。き裂開閉口、き裂開閉口現象、き裂開閉口挙動などとも呼ばれる。疲労き裂伝ぱに影響を与える重大因子の一つである。1970年・1971年に、ヴォルフ・エルバ― (Wolf Elber) によって最初に発見された。
き裂閉口現象から、実際にき裂が開口している範囲に相当する応力拡大係数の範囲が導かれる。これは有効応力拡大係数範囲(ゆうこうおうりょくかくだいけいすうはんい、英: effective stress intensity range)と呼ばれ、疲労き裂伝ぱ速度特性を本質的に決定する駆動力となる。き裂閉口の原因の一つは、き裂縁に残留引張塑性変形域によるもので、このような機構のき裂閉口は塑性誘起き裂閉口と呼ばれる。この他の機構のき裂閉口として、酸化物誘起き裂閉口、破面粗さ誘起き裂閉口、粘性流体誘起き裂閉口、相変態誘起き裂閉口が存在する。
発生の原因・機構により、き裂閉口は塑性誘起き裂閉口、酸化物誘起き裂閉口、破面粗さ誘起き裂閉口、粘性流体誘起き裂閉口、相変態誘起き裂閉口に細分される。
残留引張変形を閉口の原因とするき裂閉口で、き裂閉口を最初に発見したエルバ―が唱えた機構でもある。一般的な金属材料に荷重が加わると、き裂先端の高い応力のため、き裂先端で塑性降伏が起きてき裂先端には塑性域が形成される。き裂が疲労で進展すると、そのき裂自身が作った先端塑性域を切って進展することになる。その結果、き裂先端よりも後方にも、き裂縁に引張塑性変形域が残留する。この状態で除荷すると、これら残留引張塑性域の伸びの分だけき裂は早く閉口し、引張荷重がまだかかっている状態でもき裂が閉口するようになる。このような機構のき裂閉口が塑性誘起き裂閉口と呼ばれる。弾塑性材料であれば一般的に起こり得る種類のき裂閉口である。