レーザーによる残留応力制御および疲労防止技術の開発

1996 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 08455053
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 酒井 信介 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (80134469)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 高野 太刀雄 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助手 (10010852)
• Keywords: 残留応力 / 疲労強度 / ステンレス / レーザー / 疲労防止 / SN曲線

Research Abstract

レーザー照射用試験片精密走査装置の開発:YAGレーザー照射装置から放出されるパルスレーザーをJIS標準丸棒試験片に照射するための精密走査測定装置を設計・試作した。これにより、照射時の試験片回転速度を幅広い範囲で高精度に制御出来るようになり、これまで困難とされてきた、レーザーの照射ムラの問題を解決することができた。また、レーザーのデフォーカス量や、周波数、強度、波形形状を幅広い範囲でパラメータスタディすることにより、材料組織変化を伴わない降伏条件発生条件を明らかにした。
X線残留応力測定装置による残留応力データの収集:SUS304の平板にレーザーを照射した上で、照射線直交方向の残留応力分布をX線法によって測定した。しかし、SUS材に対してはSN比がよくないこと、分解能が十分でないこと、などの理由で必ずしも高精度の測定は行えなかった。次年度も引続き検討する。
疲労強度基礎データの収集:疲労強度改善の効果を図るために、非照射材と照射材の両者について回転曲げ疲労実験によるSN試験を実施した。本年度は非照射材について疲労限の解析を行った。解析は通常の統計的疲労試験法によった。得られたSN曲線と疲労限の値を材料学会疲労強度データベースと比較したところ、ほぼ妥当なデータとなっていることが確認された。今後得られる照射材のSNデータと比較することにより疲労限の改善効果が確認できる。
熱応力分布の解析:平板にレーザーを照射する際の熱応力による降伏発生条件を、実験的及び計算により考察した。今のところ、有限要素法による計算により、温度分布の変動を正確に評価できることが確認されている。