1999 Fiscal Year Annual Research Report

マイクロマテリアルにおける疲労破壊機構の解明

Research Project

Project/Area Number	10650090
Research Institution	Kobe University
Principal Investigator	中井善一神戸大学, 工学部, 教授 (90155656)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	日和千秋神戸大学, 自然科学研究科, 助手 (80294198)
Keywords	マイクロマテリアル / 疲労 / マイクロマシン / フラクトグラフィー / き裂発生
Research Abstract	本研究では,動電型加振機およびオーディオスピーカーを用いて,微小な荷重を精度良く負荷することのできる疲労試験機を開発するとともに,その制御装置を開発した.さらに,素材を試験機に取付けた状態で,電解研磨によって微小断面部を製作することのできる装置を開発し,マイクロマシン部材の疲労強度評価を行うための試験を実施した.供試材として,工業用純鉄及び工業用純アルミニウムを用いた結果,いずれの材料においても,疲労破断は大きくばらついた.しかしながら,破壊確率を破断繰返し数の関数としてワイブル確率紙にプロットしたところ,いずれの材料でも,破壊確率は試験片寸法に依存せず,破壊確率50%のS-N曲線は,試験片寸法に依存しなかった.さらに,アルミニウムにおいて,定電流を流して疲労試験中の電位差の変化を調べたところ,塑性変形,あるいはき裂進展に対応した電位差変化が検出された. マイクロマテリアルでは,疲労き裂発生過程が支配的であると考えられたため,原始間顕微鏡を用いて,バルク材の疲労き裂発生過程のメカニズムを調べた.まず,α黄銅の大気中における疲労すべり帯の成長とすべり帯からの疲労き裂発生過程を詳細に観察したところ,すべり帯からき裂が発生すると,すべり帯の寸法が急増することが明らかになった.すべり帯からき裂が発生するときの限界のすべり量は,応力振幅および結晶粒径に依存しないことが明らかになった.また,アルミニウム合金を用いて,腐食環境中のき裂発生過程を原子間顕微鏡によって調べ,腐食ピットからのき裂発生過程を明確にした.

Research Products

(7 results)

All Other

All Publications (7 results)

[Publications] 中井善一: "レーザースペックル法とAFMによる疲労および引張りすべり変形の観察"日本機会学会講演論文集. No.99-4. 74-77 (1999)
[Publications] Y.Nakai: "Observations of Fatigue Slip Bands and Stage I Crack Initiation Process in α-brass by Scanning Atomic-force Microscopy"Small Fatigue Cracks;Mechanics and Mechanisms. 343-352 (1999)
[Publications] Y.Nakai: "Observations of Corrosion Fatigue Process in 13Cr Stainless Steel by Means of AFM"Progress in Mechanical Behavior of Materials. Vol.I. 364-369 (1999)
[Publications] Y.Nakai: "Size Effect on Fatigue Strength of Metallic Micro-materials"Proc.Asian-Pacific Conf.Fracture & Stength '99(CD-ROM). SM22 (1999)
[Publications] Y.Nakai: "Evaluation of Surface Damage in Fatigue and Tension Test of Steel by Laser Speckle Method and Scanning Atomic Force Microscopy"Fatigue '99. Vol.4. 2771-2776 (1999)
[Publications] Y.Nakai: "Measurement of Slip Band Size of α-Brass in Fatigue by Means of Scanning Atomic-Force Microscopy"Proceedings of the Internationl Conference on Advanced Technology in Experimental Mechanics '99. Vol.1. 152-157 (1999)
[Publications] 中井善一: "α黄銅における疲労すべり帯の形状とき裂発生条件のAFMによる解明"日本機会学会講演論文集. No.99-16. 547-548 (1999)

1999 Fiscal Year Annual Research Report

マイクロマテリアルにおける疲労破壊機構の解明

Principal Investigator

中井 善一 神戸大学, 工学部, 教授 (90155656)

Research Products

[Publications] 中井善一: "レーザースペックル法とAFMによる疲労および引張りすべり変形の観察"日本機会学会講演論文集. No.99-4. 74-77 (1999)

[Publications] Y.Nakai: "Observations of Fatigue Slip Bands and Stage I Crack Initiation Process in α-brass by Scanning Atomic-force Microscopy"Small Fatigue Cracks;Mechanics and Mechanisms. 343-352 (1999)

[Publications] Y.Nakai: "Observations of Corrosion Fatigue Process in 13Cr Stainless Steel by Means of AFM"Progress in Mechanical Behavior of Materials. Vol.I. 364-369 (1999)

[Publications] Y.Nakai: "Size Effect on Fatigue Strength of Metallic Micro-materials"Proc.Asian-Pacific Conf.Fracture & Stength '99(CD-ROM). SM22 (1999)

[Publications] Y.Nakai: "Evaluation of Surface Damage in Fatigue and Tension Test of Steel by Laser Speckle Method and Scanning Atomic Force Microscopy"Fatigue '99. Vol.4. 2771-2776 (1999)

[Publications] Y.Nakai: "Measurement of Slip Band Size of α-Brass in Fatigue by Means of Scanning Atomic-Force Microscopy"Proceedings of the Internationl Conference on Advanced Technology in Experimental Mechanics '99. Vol.1. 152-157 (1999)

[Publications] 中井善一: "α黄銅における疲労すべり帯の形状とき裂発生条件のAFMによる解明"日本機会学会講演論文集. No.99-16. 547-548 (1999)

中井善一神戸大学, 工学部, 教授 (90155656)