画像処理技術を用いた介在物検査法を利用したピッチング現象の破壊力学的解明

• Project/Area Number: 07750117
• Research Category: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Materials/Mechanics of materials
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 栄 中 九州大学, 工学部, 講師 (00253477)
• Project Period (FY): 1995
• Project Status: Completed (Fiscal Year 1995)
• Budget Amount: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000); Fiscal Year 1995: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
• Keywords: ピッチング / 破壊力学 / 介在物 / 画像処理

Research Abstract

ピッチング現象に影響を及ぼす影響因子としては、接触荷重の大きさ・摩擦力の大きさ・表面粗さ・潤滑状態・材料定数・材料の表面処理・介在物など多くの因子が指摘され、さまざまな研究結果が報告されてきた。そして、これらの因子が互いに影響を及ぼし合っていることも明らかになってきている。しかし、それらの影響の定量的評価となるといまだ十分とは言い難い。
本研究は、非接触の疲労現象、特に高強度鋼の疲労現象に影響が大きいことが知られている介在物が物体表面の接触を伴なう疲労現象においていかなる影響を及ぼすかを定量的に明らかにすることを目的として行った。すなわち、接触表面の連続観察を行いき裂の発生過程とき裂の伝ぱ過程を詳細に観察し、画像処理技術を用いた介在物検査結果と合わせて検討することにより、介在物がピッチング現象に及ぼす影響を評価する。
具体的には、転がり試験片を転がり疲労試験機に取り付けたまま、本スチルビデオレコーダーで介在物情報を取込みクリーンルーム内の画像処理装置で大きい介在物の位置を特定した。実験では特に大きい介在物に注目して連続観察を行い、介在物がピッチングの原因になることを突き止めた。しかし、実験数が少なく、介在物の大きさと寿命の関係、あるいはピッチングが介在物起点で発生する条件などの定量的な評価までには到らなかった。
本年度、試験機を無人運転が可能なように改良したことにより、来年度以降は実験データ数が大幅に増加する予定である。表面性状の評価技術を取り入れれば介在物の影響のみならず、表面粗さや加工欠陥のピッチング発生に及ぼす影響の定量的評価も可能になるものと思われる。