1991 Fiscal Year Annual Research Report
レ-ザ干渉法による微小疲労き裂開閉口挙動の高精度自動計測装置の開発
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01850022
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
田中 啓介 名古屋大学, 工学部, 教授 (80026244)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
後藤 徹 三菱重工(株), 高砂研究所, 主務
横幕 俊典 (株)神戸製鋼所, 機械研究所, 主任研究員
中井 善一 神戸大学, 工学部, 助教授 (90155656)
星出 敏彦 京都大学, 工学部, 助教授 (80135623)
大谷 隆一 京都大学, 工学部, 教授 (50025946)
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| Keywords | 微小疲労き裂 / レ-ザ干渉変位計 / き裂開閉口挙動 / 破壊力学 / 実験ひずみ解析 / き裂停留条件 / 複合組織鋼 |
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| Research Abstract |
1.繰返し負荷中のき裂開閉口の自動計測のためにレ-ザ光のチョッパ-機構を組込む方法として,半導体レ-ザによる電気的チョッパ-法が安定性に優れており,機械語プログラムおよびC言語プログラムの作成により高速デ-タ処理を可能とした.
2.複合組織材料として,フェライトをマトリックスとしてパ-ライト,ベ-ナイト+マルテンサイト,マルテンサイトを第二相として含むC-Si-Mn鋼およびC-Mn鋼に関して,平滑材の疲労で発生する全長約50μmから3mmの微小き裂の開閉口挙動をレ-ザ干渉変位計を用いて測定した.き裂開閉口挙動に対しては第二相の硬さが重要な役割を果たしており,き裂開口応力を軟らかいフェライト・パ-ライト鋼ではき裂が短いときには圧縮でありき裂長さとともに増大する.一方,硬いフェライト・マルテンサイト鋼ではき裂開口応力は引張りでき裂長さとともに増大する.これら微小き裂の開口応力はき裂の屈曲度と密接な関係がある.複合組織鋼のき裂開口の形成は,塑性誘起のほか破面荒さ誘起の影響が大きい.また平滑材の疲労強度も第二相の硬さが上昇するに従い上昇した.
3.複合材料として,炭化ケイ素ウィスカ-強化アルミニウム合金を取り上げ,平滑材および切欠材の微小き裂開閉口挙動を測定し,その結果をもとにき裂とウィスカ-の相互作用について検討した.
4.高温へのレ-ザ干渉法の応用について検討した.ステンレス鋼の場合,400℃程度までは充分な反射強度が得られたが,通常の炭素鋼では表面酸化のため充分な反射強度が得られなかった.
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[Publications] Keisuke Tanaka: "Specimen-geometry effect on fatigue crack propagation in Sic whisker reinforced aluminum alloy" Mechaical Behaviour of Materials-VI. 2. 415-420 (1991)
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[Publications] 横幕 俊典: "フェライト鋼の疲労特性におよぼす微視的強化機構の影響" 材料. 40. 1451-1421 (1991)
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[Publications] Toshinori Yokomaku: "Effect of microstructure on fatigue properties in low and ultra-low carbon steels" Mechanical Behaviour of Materials-VI. 2. 525-530 (1991)
