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接触応力下の疲労とは
今回の技術ナビコンテンツでは、接触応力下の疲労現象について簡単に紹介いたします。車輪とレールのように、小さな接触面積を介して2つの物体が押しつけ合うと局部的に大きな圧縮応力を生じることがあります。この面に生じる圧縮応力のことを接触応力といいます。接触応力下において疲労現象が起こることが知られており、例えば、機械部品において転がり接触しながら荷重伝達する接触表面では、摩耗さらにき裂発生、はく離といった表面損傷が生じることがあり、転動疲労と呼ばれます。一方、車軸などの機械要素のはめ合い部では接触面で荷重が繰返し作用すると接触応力下の疲労現象であるフレッティング疲労が起こることがあります。このように、接触応力下の疲労は、転動疲労（転がり疲労）とフレッティング疲労とに分けられます。
転動疲労
転動疲労では接触時に圧縮荷重が繰返し作用することで疲労き裂が発生し進展することではく離が発生します。機械部品としてはころがり軸受や歯車、鉄道車輪などが代表的です。はく離の状態に関して形態的に、ピッティング、スポーリング、フレーキング、シェリングなどといった名称で呼ばれたりします。ピッティングは、表層部が局所的にはがれる疲労現象のこと、スポーリングは材料中にき裂破壊が発生する現象のこと、フレーキングは表層部がうろこ状にはがれる現象のこと、シェリングはレール表層のき裂損傷に特化した現象のことをそれぞれ意味します。このような接触面に生じるはく離を伴う疲労現象が転動疲労です。
図1 転動疲労のき裂発生の模式図
フレッティング疲労
一方、鉄道車両用車軸や発電タービンなどの機械要素のはめ合い部では繰返し荷重が作用すると微細な相対すべりが発生して摩耗が生じ、さらに疲労損傷である微細なき裂が発生して疲労破壊に至ることがあります。この接触面での微細な相対すべり（フレッティング）による摩耗を伴う疲労現象がフレッティング疲労です。
図2 フレッティング疲労におけるき裂発生過程の模式図
接触応力下の疲労（転動疲労、フレッティング疲労）について、詳しくは、ねじ締結技術ナビ技術資料の「接触応力下の疲労」をご覧ください。
また、疲労強度に関連する以下のねじ締結技術ナビ技術資料・コンテンツもあわせてご覧ください。
