2001 Fiscal Year Annual Research Report

中性子ひずみスキャンニング法を基にした疲労寿命予測システムの開発に関する研究

Research Project

Project/Area Number	12555023
Research Institution	Nagoya University
Principal Investigator	田中啓介名古屋大学, 工学研究科, 教授 (80026244)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	森井幸生日本原子力研究所, 先端基礎研究センター, 研究員秋庭義明名古屋大学, 工学研究科, 助教授 (00212431) 林眞琴 (株)日立製作所, 機械研究所, 研究員來海博央名古屋大学, 工学研究科, 助手 (30324453)
Keywords	中性子応力測定 / 残留応力 / 疲労 / X線応力測定 / 複合材料 / き裂 / 回折弾性定数
Research Abstract	1.実用材料中の応力を、中性子を用いて高精度に測定するための回折弾性定数に及ぼす二次的な相の影響を、セルフコンシステントモデルとクレーナモデルを結合させることから理論的に求める方法を提案し、理論予測と実験結果との一致を得た。これにより実用材料の応力測定の精度の向上が期待できる。 2.中性子応力測定において重要な、材料の無ひずみ格子面間隔の新しい決定法を提案した。バルク材料を、試料台ビーム中心でランダムな回転をさせ、平均的な格子面間隔を測定することにより、限りなく無ひずみに近い格子面間隔を測定できることを示した。 3.アルミナ/ジルコニアおよびアルミナ/炭化ケイ素のセラミックス複合材料中の、各相の残留応力を中性子回折法によって測定することに成功した。各構成相の体積分率として測定された残留応力は熱膨張係数の差に起因する熱残留応力であり、Eshelby-Tanaka-Moriのモデルで予測と良く一致した。 4.中性子応力測定を、突合せ溶接したパイプの溶接部近傍の残留応力分布を測定した。このパイプに疲労き裂が導入された場合を想定して模擬半楕円スリットを導入し、残留応力分布の変化を測定した。スリットの導入による残留応力の解放が検出された。理論的に予測される残留応力の再分布と実測値とは差異が認められたが、これは中性子法の空間分解能が低く測定領域の平均値を検出しているためである。 5.実際の測定で重要となる集合組織を有する場合の、測定ひずみからの応力決定法を提案した。測定応力に弾性定数補正を行うことから変換ひずみを求め、それに対して等方弾性体の応力ひずみ関係を適用して応力を決定する。この方法を、アルミニウム合金の冷やしばめのリングとプラグの残留応力分布測定に応用した。

Research Products
(6 results)

All Other

All Publications (6 results)

[Publications] Keisuke Tanaka: "Neutron Diffraction Measurements of Loading and Residual Stresses"Materials Science Research International. STP No.1. 412-417 (2001)
[Publications] Makoto Hayashi: "Measurement of Residual Stress in Structural Components by Neutron Diffraction"Materials Science Research International. STP No.1. 418-423 (2001)
[Publications] Yoshiaki Akiniwa: "Thermal Residual Stress in Ceramic Composites Measured by Neutron Diffraction"Materials Science Research International. STP No.1. 427-430 (2001)
[Publications] Shinobu Okido: "Evaluation of Residual Stress Redistribution Behavior with Crack Extension"Materials Science Research International. STP No.1. 435-438 (2001)
[Publications] 林眞琴: "中性子回折による構造物内部の残留応力測定"日本機械学会論文集(A編). 67・655. 363-369 (2001)
[Publications] 斎藤徹: "中性子回折法による無ひずみ状態の格子面間隔測定に関する測定技術の開発"材料. 50・7. 701-706 (2001)

2001 Fiscal Year Annual Research Report

中性子ひずみスキャンニング法を基にした疲労寿命予測システムの開発に関する研究

Principal Investigator

田中 啓介 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (80026244)

Research Products

[Publications] Keisuke Tanaka: "Neutron Diffraction Measurements of Loading and Residual Stresses"Materials Science Research International. STP No.1. 412-417 (2001)

[Publications] Makoto Hayashi: "Measurement of Residual Stress in Structural Components by Neutron Diffraction"Materials Science Research International. STP No.1. 418-423 (2001)

[Publications] Yoshiaki Akiniwa: "Thermal Residual Stress in Ceramic Composites Measured by Neutron Diffraction"Materials Science Research International. STP No.1. 427-430 (2001)

[Publications] Shinobu Okido: "Evaluation of Residual Stress Redistribution Behavior with Crack Extension"Materials Science Research International. STP No.1. 435-438 (2001)

[Publications] 林 眞琴: "中性子回折による構造物内部の残留応力測定"日本機械学会論文集(A編). 67・655. 363-369 (2001)

[Publications] 斎藤 徹: "中性子回折法による無ひずみ状態の格子面間隔測定に関する測定技術の開発"材料. 50・7. 701-706 (2001)

田中啓介名古屋大学, 工学研究科, 教授 (80026244)

[Publications] 林眞琴: "中性子回折による構造物内部の残留応力測定"日本機械学会論文集(A編). 67・655. 363-369 (2001)

[Publications] 斎藤徹: "中性子回折法による無ひずみ状態の格子面間隔測定に関する測定技術の開発"材料. 50・7. 701-706 (2001)