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非比例多軸負荷における機械構造材料の低サイクル疲労寿命設計

Research Project

Project/Area Number 15760056
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Materials/Mechanics of materials
Research InstitutionUniversity of Fukui

Principal Investigator

伊藤 隆基  福井大学, 工学部, 助教授 (40242581)

Project Period (FY) 2003 – 2005
Project Status Completed (Fiscal Year 2005)
Budget Amount *help
¥3,700,000 (Direct Cost: ¥3,700,000)
Fiscal Year 2005: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 2004: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,300,000)
Fiscal Year 2003: ¥1,700,000 (Direct Cost: ¥1,700,000)
Keywords疲労 / 多軸負荷 / 設計基準 / 強度 / 構造材料 / 安全設計 / 非比例負荷 / 設計指針 / 低サイクル疲労 / 寿命評価モデル / 寿命評価式 / 応力増加 / 材料依存性
Research Abstract

非比例・多軸の苛酷負荷状態下にある機器・構造物の健全性および信頼性保証(安全・安心)の点からも,適切な非比例多軸疲労の変形・損傷モデルを構築することは,設計技術者からも強い要望がある.しかしながら,いくつかの寿命評価モデルが提案されているが,ASME基準等に代わる寿命評価モデルの完成の域には至っていないのが実状である.その理由として,
(1)非比例多軸負荷による疲労強度低下のメカニズムが明確になっていない.
(2)寿命に及ぼす負荷経路の影響を考察するためには,十分な実験データがない.
(3)研究室レベルでの寿命評価モデルはいくつかあるが,それを実際の設計に採用するためには強化・修正を要する.すなわち,設計現場で容易に使える寿命評価の具体的な手法の提示が必要.
等が上げられる.適切な多軸疲労設計基準を構築する上で,上述の(1)〜(3)の問題の解決方法,さらに,まだ表面化していない設計サイドからの要求や問題点を早急に調査研究する必要があった.
本研究では,多軸疲労強度設計基準を構築する上で,研究者と設計現場が抱えている諸問題の把握や国際的な動向等の調査,また,多軸疲労研究の成果の鍵を握る実験研究の調査および実験を行った.主な研究実施内容を下記に示す.
(1)過去の研究の調査および動向調査(解決済及び未解決問題の把握)
(2)研究者および設計現場の両サイドでの諸問題点の把握
(3)研究室レベルでの成果を設計規格・基準へ応用する場合の問題点の把握(研究成果の応用)
(4)(1)〜(3)の諸問題を解決するための諸研究(課題)の提示
(5)(4)に伴う予備実験の実施と,次年度に続く実験研究の計画と実施準備
上記(1)〜(3)は,関連する研究グループや学会等との連携による情報収集および過去の研究成果から調査を進めた.その結果を踏まえて,必要とされている多軸疲労研究課題を提示((4))するとともに,その中で次年度に向けた重要且つ学内共同研究に結びつく実施可能な実験研究の企画((5))を行った.

Report

(3 results)
  • 2005 Annual Research Report
  • 2004 Annual Research Report
  • 2003 Annual Research Report
  • Research Products

    (17 results)

All 2006 2005 2004 Other

All Journal Article (11 results) Book (1 results) Publications (5 results)

  • [Journal Article] A Design Procedure for Assessing Low Cycle Fatigue Life Under Proportional and Non-proportional Loading2006

    • Author(s)
      Takamoto Itoh, Masao Sakane, Takahiro Hata, Naomi Hamada
    • Journal Title

      International Journal of Fatigue 28

      Pages: 459-466

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Evaluation of Strain and Ranges for Proportional and Non-proportional Fatigue2005

    • Author(s)
      Takamoto Itoh, Masao Sakane, Takahiro Hata, Takanori Hirai
    • Journal Title

      High Pressure Technology -2005-, ASME PVP-2005 Conference PVP 2005-71640(CD)

      Pages: 8-8

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Effect of Hydrostatic Stress on Low Cycle Fatigue2005

    • Author(s)
      Masao Sakane, Takamoto Itoh
    • Journal Title

      High Pressure Technology -2005-, ASME PVP-2005 Conference PVP 2005-71756(CD)

      Pages: 7-7

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] Creep-fatigue Strength of Sn-8Zn-3Bi Solder under Multiaxial Loading2005

    • Author(s)
      Takaei Yamamoto, Takamoto Itoh, Masao Sakane, 他3名
    • Journal Title

      International Conference on Mechanical Engineering Congress (ASME IMECE-2005) IMECE 2005-80585(CD)

      Pages: 8-8

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] SUS316NGおよびSGV410の非比例多軸低サイクル疲労寿命評価2005

    • Author(s)
      平井孝典, 伊藤隆基
    • Journal Title

      日本材料学会 第43回高温強度シンポジウム前刷集

      Pages: 1-5

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] 室温および高温下における2.25Cr-1Mo鋼の超高サイクル疲労寿命特性2005

    • Author(s)
      伊藤隆基, 服部修次, 藤井弘志, 若月勇人, 渡士克己, 橋本貴司
    • Journal Title

      材料 53・2

      Pages: 187-187

    • NAID

      110006266468

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] ロジスティック解析に基づく金属材料の高サイクル疲労過程中に生じる塑性ひずみ幅の変化2004

    • Author(s)
      服部修次, 伊藤隆基, 後藤光昭
    • Journal Title

      日本機械学会論文集A 70・697

      Pages: 1326-1326

    • NAID

      110004998836

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] A New Model for Describing a Stable Cyclic Stress-strain Relationship Under Nonproportional Loading Based on Activation State of Slip Systems2004

    • Author(s)
      Takamoto Itoh, Masaya Kameoka, Yoichi Obataya
    • Journal Title

      Fatigue & Fracture of Engineering Materials & Structure 27・10

      Pages: 957-957

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] Design Criteria for Biaxial/Multiaxial Low Cycle Fatigue2004

    • Author(s)
      Takamoto Itoh, Masao Sakane, Takahiro Hata
    • Journal Title

      Pressure Vessel and Piping Code and Standards -2004-, ASME PVP-2004 Conference PVP-480

      Pages: 23-23

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] Analysis of Proportional and Nonproportional Loading for Low Cycle Fatigue Design2004

    • Author(s)
      Takamoto Itoh, Masao Sakane
    • Journal Title

      High Pressure Technology -2004-, ASME PVP-2004 Conference PVP-473

      Pages: 19-19

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] Strain Wave Effect on Multiaxial Creep-Fatigue for Sn-82Zn-3Bi Solder2004

    • Author(s)
      Takaei Yamamoto, Takamoto Itoh, Shinya Eto, Hiroshi Sasaki, 他3名
    • Journal Title

      Proc. of 5th China-Japan Bilateral Symposium, on High Temperature Strength of Materials

      Pages: 281-281

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Book] 材料学会標準-はんだのクリープ疲労試験法標準2004

    • Author(s)
      日本材料学会高温強度部門委員会編
    • Total Pages
      80
    • Publisher
      日本材料学会
    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Publications] T.Itoh, T.Miyazaki: "A Damage Model for Estimating Low Cycle Fatigue Lives Under Nonproportional Multiaxial Loading"Elsevier International Series on Structural Integrity. 31. 423-439 (2003)

    • Related Report
      2003 Annual Research Report
  • [Publications] 伊藤 隆基, 坂根 政男, 畑 尚宏: "比例・非比例多軸低サイクル疲労に対する強度設計法の一考察"日本材料学会 第52期通常総会・学術講演会論文集. 29-30 (2003)

    • Related Report
      2003 Annual Research Report
  • [Publications] T.Itoh, M.Sakane: "Equi-biaxial Tension-compression Low Cycle Fatigue for Type 304 and Co-Mo-V Steel Cruciform Specimens"中国機械工程学会材料分会・(基調講演) 第8回高温材料強度学研究討論会論文集. A. 27-43 (2003)

    • Related Report
      2003 Annual Research Report
  • [Publications] 伊藤 隆基, 坂根 政男, 畑 尚宏: "比例および非比例多軸低サイクル疲労に対する強度設計"日本材料学会 第41回高温強度シンポジウム前刷集. 65-69 (2003)

    • Related Report
      2003 Annual Research Report
  • [Publications] 伊藤 隆基(共同執筆): "高温低サイクル疲労試験法標準"日本材料学会 高温強度部門委員会編. 112 (2003)

    • Related Report
      2003 Annual Research Report

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Published: 2003-04-01   Modified: 2016-04-21  

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