1990 Fiscal Year Annual Research Report
破壊力学及び画像解析援用によるオ-ステンパ球状黒鉛鋳鉄の強度及びじん性評価
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01550060
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| Research Institution | Department of Mechanical Engineering, Faculty of Engineering, Kyushu Institute of Technology |
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Principal Investigator |
原田 昭治 九州工業大学, 工学部・設計生産工学科, 教授 (80029199)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
福島 良博 九州工業大学, 工学部, 設計生産工学科 (40156774)
秋庭 義明 九州工業大学, 工学部・設計生産工学科, 助教授 (00212431)
野田 尚昭 九州工業大学, 工学部・設計生産工学科, 助教授 (40172796)
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| Keywords | 低サイクル疲労 / 疲労き裂伝ぱ / 球状黒鉛鋳鉄 / 基地組織 / オ-ステンパ処理 / レ-ザ干渉変位計 / き裂開閉口 |
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| Research Abstract |
初年度に引続き,球状黒鉛鋳鉄の低サイクル疲労を中心とした強度評価試験を実施した.疲労強度に及ぼす黒鉛粒数の影響,疲労き裂伝ぱに及ぼす基地組織の影響,および本研究用に試作したき裂開閉口挙動の高精度測定のためのレ-ザ干渉変位計の性能評価を行った.オ-ステンパ処理したベイナイト基地(ADI)材を中心にパ-ライト基地(PDI)材およびフェライト基地材(FDI)を用いて検討を行った.特に,球状黒鉛鋳鉄を(基地組織+球状黒鉛)で構成される複合材料とみなし,組織や黒鉛性状を画像処理解析装置を用いて定量的に評価した.得られた結果は以下のように要約される.
(1)画像処理装置を援用して両供試材(以下高粒数DI材をFS材,低粒数DI材をFN材と称す.)の黒鉛の分布特性を評価したところ,3母数のweibull分布で近似可能であった.機械的特性に関してはFS材の伸びがFN材よりも大きい点を除いてはほとんど差は見られなかった.
(2)両供試材とも繰り返し硬化挙動を示し,また低サイクル疲労強度においては,1000cycle以下ではFN材>FS材,それ以上ではFS材>FN材であった.両供試材間で主き裂の伝ぱ挙動を比較したところ,FN材では主き裂の成長はほとんど合体によるものであり,さらに両材の分布き裂について検討を行った結果,き裂密度は両材とも応力依存性を示したが,その傾向はFS材に比べてFN材の方に強く現れた.さらにSEMによる破面観察を行った結果,黒鉛粒数による疲労破壊機構に差異は認められなかった.また,各DI材のき進展抵抗をCT試験片を用いて検討したところ,進展抵抗はADI材>PDI材>FDI材となった.
(3)微小き裂のき裂開閉口挙動の測定を,高精度で行うためレ-ザ-干渉変位計(ISDG)を製作し,その高い有用性が認められた.
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[Publications] 原田 昭治・秋庭 義明・植田 隆浩・矢野 満: "パ-ライト型球状黒鉛鋳鉄の低サイクル疲労" 材料. 39. 1133-1138 (1990)
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[Publications] SHOJI HARADA;YOSHIAKI AKINIWA;TAKAHIRO UEDA;MITSURU YANO: "LowーCycle Fatigue of a Pearlitic Ductile Cast Iron" Proc.4th lnt.Conf.Fatigue & Fatigue Thresholds,Fatigue 90,Honolulu. 3. 1649-1654 (1990)
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[Publications] 原田 昭治・秋庭 義明・植田 隆浩・矢野 満: "球状黒鉛鋳鉄の低サイクル疲労" 日本機械学会「破壊と新技術シンポジウム」講演論文集. 47-51 (1990)
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[Publications] 田中 啓介・秋庭 義明・中尾 真也・杵渕 雅男: "微小疲労き裂の伝ぱ下限界とき裂開閉口" 日本機械学会論文集A編. 56. 715-772 (1990)
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[Publications] 原田 昭治・秋庭 義明・福島 良博: "半導体レ-ザ干渉変位計による微小き裂の開閉口挙動の測定" 日本材料学会第39期学術講演会前刷. 19-21 (1990)
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[Publications] YOSHIAKI AKINIWA;SHOJI HARADA;YOSHIHIRO FUKUSHIMA: "Dynamic Measurement of Crack Closure Behavior of Small Fatigue Cracks by an Interferometric Strain/Displacement gauge with a Laser Diode" Fatigue Fracture of Engineering Materials and Structure. 14. 317-328 (1991)
