ストレスライザーとは何ですか？

ストレスライザーとは何ですか？また、エンジンの構築または再構築中にそれらを回避することが重要なのはなぜですか？

ストレスライザー（ストレス集中またはストレスライザーとも呼ばれます）は、疲労亀裂を引き起こし、最終的に部品の破損を引き起こす可能性がある1つの領域により多くのストレスがあるため、そう呼ばれます。これはエンジンのどの部分でも発生する可能性がありますが、一部の部分は他の部分よりもストレスを受けやすいため、より早く被害を受けます。

ストレスライザーは、ストレスが集中している場所で発生します。これは通常、鋭いエッジが存在する場合に発生します。通常、オブジェクトが丸くなるほど、オブジェクト全体に応力が分散されます。

最初に理解すべきことは、さまざまな種類の負荷があることです。オブジェクトに負荷がかかっていない場合、そのオブジェクトにストレスは発生しておらず、ストレスライザーは関係ありません。エンジンでは、常に負荷が適用されます。さまざまなタイプの負荷は次のとおりです。

• 軸方向荷重– 張力（ピースが両端で引っ張られる）または圧縮（ピースが両端から一緒に押される）の下で発生する可能性があります。例：シリンダーヘッドスタッド; トレーリングアーム; 横リンク; 連接棒
• 曲げ荷重-応力の分布は、中立軸でのゼロから表面での最大まで変化します。例：歯車の歯。死んだ車軸; リーフスプリング; サスペンションロッカー; カンチレバー
• せん断荷重-応力の断面は均一です。例：クレビス。ロッドエンドベアリング。リベット/ボルト
• ねじり荷重-物体にかかるねじり力。例：トーションバー。ドライブシャフト; クランクシャフト

エンジンのどの部分も、エンジンにかかるストレスに耐えることができなければなりません。ストレスに耐えられないと、失敗します。通常、この障害は一度にすべて発生するわけではありません（大きなストレスがかかる可能性がありますが、その道をたどることはありません）。すべての耐荷重部材は、負荷に対する抵抗を提供する必要があります。この荷重がかかると、材料に弾性変形が生じます。完全に硬い構造や絶対に硬い構造というものはありません（読む：動かない物体/抵抗できない力）。オブジェクトが荷重をサポートするには、何らかの方法で変形できる必要があります。あなたの家の後ろに取り付けた木製のデッキを考えてください。ボードを踏むと、負荷を支えますが、しかし、その過程で多少曲がります。この変形は、私たちが話していることです。

ストレスライザーは常にオブジェクトの外側で発生します。その理由は、これが最大応力が配置される場所だからです。最大応力の場所（または応力上昇部がある場所）は、亀裂が形成され始める場所です。ストレスライザーで形成された亀裂の進行を停止または妨害するには、2つの方法があります。1つ目は、負荷の削減（または排除）によるもので、通常は負荷の循環に伴い発生します。2つ目は、金属自体の構造です。亀裂の前縁で結晶格子が乱されると、進行が妨げられます。問題は、クラックが形成され、荷重の循環または格子結晶構造のいずれかによって停止されると、部品の断面が縮小されることです。次のロードサイクルが前のロードサイクルと同じ場合でも、断面積が減少するため、この時点でストレスが増加します。亀裂はストレスコンセントレーター。より多くの負荷サイクルが発生すると、応力集中のために亀裂が伸び、亀裂自体がギザギザになるため、応力の伝播にも役立ちます。負荷が循環し、解放されると、部品が完全に故障するまで「亀裂、一時停止、亀裂、一時停止など」として進行します。

ストレスライザーは、鋭いエッジでより顕著です。ストレスライザーの発生を減らすには、鋭いエッジを減らすことをお勧めします。エンジン内部の鋭いエッジの主な発生は、鋳ばりによるものです。これは、鋳造金型の接合部が発生する場所であり、鋭く顕著なエッジが残ります。ここに私が話していることの写真があります：

赤い線の内側が閃光を放っています。エンジンを再構築したことがある場合は、これらの領域がどれほどシャープであるかを知っています。これはV8エンジンのリフターバレーです。キャスティングフラッシュは、私が述べたように、キャスティングモールドの2つの部分が一緒になった場所で発生します。キャスティングフラッシュを探すもう1つの場所は、コネクティングロッドです。次の図では、上部のロッドの外観がストックされており、下部のキャスティングフラッシュが取り外されています。

上部のロッドを見て、「この領域はシャープに見えません。なぜそれを心配する必要がありますか？」。あなたの質問への答えは、感触が鋭くはないが、盛り上がった部分が、ストレスライザーが発生するためのより顕著な領域を提供するということです。この領域はストレスを集中させます。ストレスが集中する可能性がはるかに低いため、ストレスが上昇する可能性が低くなるため、クリーンアップ後のボトムロッドは実際に構造的に健全になります。このプロセスはまた、ロッドを軽くします。つまり、より多くの質量が振り回されます。これを行う場合、問題がないことを確認するために、ロッドとピストンのバランスをとる必要があります。

エンジンを再構築するときは、エンジン全体を調べて、できる限り鋭利なエッジをすべて削除することをお勧めします。ロールサンディングツールを使用してこれを行うことができます。

これらのサンディングロールは、鋳ばりをすばやく取り除き、物を滑らかにします。ブロック全体を処理するには、かなりの数が必要になる場合があります。また、これらの領域のエッジもシャープになるので、ブロックをデッキングすると発生したシャープなエッジを削除できます。ただし、熱心に乗り過ぎて機械加工面に問題を引き起こさないようにしてください。注意して時間をかけてください。あなたはそれを正しく行いたいのですが、それを達成するには少し時間がかかります。

冶金学などについてもっと多くのことが語られていますが、それは別の質問に残しておくのが最善だと思います。