転がり疲労損傷モデルとしてのセラミックス材料のモードII疲労試験法の開発

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 08555030
• Research Institution: Nakanihon Automotive College
• Principal Investigator: 高 行男 中日本自動車短期大学, その他部局等, 教授 (80141399)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 大塚 昭夫 名古屋大学, 工学部, 名誉教授 (60022993) ; 小川 武史 青山学院大学, 理工学部, 助教授 (50167318) ; 加藤 泰世 中日本自動車短期大学, 自動車工業科, 講師 (90259292)
• Keywords: 転がり疲労 / モードII疲労 / 疲労き裂試験方法 / セラミックス

Research Abstract

転がり疲労における主要な損傷形態である剥離型破損は,圧縮応力重畳下におけるモードII疲労であると考えられることから,モードII疲労特性は,各種材料の転がり疲労に対する強度を判定する特性値として有用であると考えられる。本研究の目的は,圧縮応力重畳下におけるモードII疲労試験装置の製作とこの試験装置によりセラミックスを含む各種材料のモードII疲労き裂の進展特性を明らかにすることである。
今年度においては,製作したモードII疲労試験装置の改造を行い,アルミニウム合金材に対して実験を行い.モードII疲労き裂進展挙動の観察ならびにき裂進展速度の計測等が可能であることを確認した。その内容については,機械学会講演会において発表した。モードII疲労試験装置は,(1)試験片のチャックへの固定と同時に静的圧縮負荷を与え,(2)4点せん断方式によりせん断荷重(モードII荷重)を負荷し,(3)き裂面に静的モードI荷重を負荷する構造である。試験装置改造の概要については,中日本自動車短期大学論叢に報告したが,(3)のき裂面間の摩擦の影響を除去するための静的モードI荷重を,き裂面に負荷する方式の変更である。当初製作した治具は,アルミニウムフレームとばねの利用により試験片に曲げモーメントを加え,き裂面に静的K_Iを負荷する方式であった。この方式の問題点が,その後の使用過程における検討によって判明したため,当初の曲げによる方式から引張りによる方式に変更した。また,き裂進展挙動の観察における問題点は,ファイバスコープの利用などの工夫により解決できた。
上記のようなモードII疲労試験装置の構造上の問題を検討した後,鉄鋼材について実験を行い,開発したモードII疲労試験装置の機能を確認した。

Research Products

• [Publications] 高 行男 他: "モードII疲労試験装置の製作" 中日本自動車短期大学論叢. 28号. 1-9 (1998)
• [Publications] 高 行男 他: "モードII疲労試験装置の製作(第2報,装置の改良とモードII疲労き裂進展試験)" 中日本自動車短期大学論叢. 29号. 1-9 (1999)
• [Publications] 高 行男 他: "モードII疲労き裂進展挙動(第1報,試験装置の製作およびアルミニウム合金2017-T3の進展挙動)" 機械学会東海支部第48期総会講演会講演論文集. No.993-1. 115-116 (1999)