1999 Fiscal Year Annual Research Report
レーザスペックル計測手法を用いたセラミックス溶射切欠材の高温疲労強度に関する研究
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10650089
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
西川 出 大阪大学, 基礎工学研究科, 助教授 (90189267)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
木田 勝之 大阪大学, 基礎工学研究科, 助手 (00271031)
小倉 敬二 大阪大学, 基礎工学研究科, 教授 (70029007)
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| Keywords | セラミックス溶射 / 切欠き / ひずみ計測 / レーザスペックル / 高温疲労 / 剥離き裂 / 内部き裂 / き裂進展 |
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| Research Abstract |
高温機器に用いられる溶射部品には必ず形状不連続部が存在し,高温疲労条件下ではこのような形状不連続部が疲労き裂発生の起点となる.本研究はこのような溶射切欠き材の高温疲労特性を明らかにすることを試みた.まずどの程度の鋭さの切欠きまで溶射が可能かを調べた.その結果曲率半径1mmまでのステンレス鋼切欠き材にアンダーコート,トップコートが可能であることがわかった.そこでこの鋭さまでの切欠きに対して溶射被覆材を作成し,これの高温疲労特性を調べるとともに切欠き底の2軸ひずみをレーザスペックル法により計測した.切欠き底では平面ひずみ状態に近く板厚方向のひずみは極めて小さいことがわかった.これに対して荷重軸方向のひずみは応力集中もあって極めて大きな値が計測された.種々の試験温度,試験荷重において切欠き底ひずみの変化の様子を調べた結果,極めて安定な応力-ひずみヒステリシス曲線が得られた.
また平滑試験片との疲労寿命の差異を調べた結果,切欠き材の方がむしろ長寿命となることがわかった.この原因としては切欠き底における繰返しひずみ硬化/軟化挙動の進行が切欠きでは拘束によって自由にならないことが考えられた.また縦断面観察の結果,繰返しのごく初期に発生する皮膜割れと基材に発生するき裂は同一のものではなく,皮膜割れとは独立に基材割れが発生していること,すなわち皮膜は基材の寿命にあまり影響を及ぼさないこともわかった.
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Research Products
(8 results)
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[Publications] 西川 出,小倉敬二: "レーザスペックルによるひずみ・き裂開口変位計測"日本機械学会ウイングを拡げよう材料力学シンポジウム講演論文集. No.99-4. 82-85 (1999)
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[Publications] 小倉敬二,西川 出,脇 裕之: "疲労負荷下におけるセラミックス溶射皮膜の非線形ひずみ挙動"日本材料学会第48期学術講演会講演論文集. 131-132 (1999)
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[Publications] 小倉敬二,西川 出,田中盛彦,宮武岳洋: "窒化ケイ素セラミックスの両振りおよび片振り負荷下におけるCOD計測とき裂開口状態の観察"日本材料学会第48期学術講演会講演論文集. 123-124 (1999)
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[Publications] Keiji OGURA,Izuru NISHIKAWA,Hiroyuki WAKI: "Development of Laser Speckle Biaxial Strain Gauge and its Application to Notch Root Strain Measurement"Proc of Int. Conf on Advanced Technology in Experimental Mechanics'99. 617-620 (1999)
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[Publications] 脇 裕之,西井雅宏,西川 出,小倉敬二: "アルミナ溶射ステンレス鋼および皮膜の高温疲労・熱疲労過程の観察"日本材料学会第10回破壊力学シンポジウム講演論文集. 148-152 (1999)
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[Publications] 脇 裕之,西井雅宏,西川 出,小倉敬二: "高温疲労下におけるアルミナ溶射ステンレス鋼のき裂およびはく離発生挙動"日本材料学会第7回機械構造物の強度設計安全性シンポジウム講演論文集. 42-45 (2000)
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[Publications] (1999)
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[Publications] (1999)
