2017 Fiscal Year Annual Research Report
Investigation and Evaluation of Fatigue Property and Damage under Non-proportional Multiaxial Variable Loading
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15K05698
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| Research Institution | Ritsumeikan University |
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Principal Investigator |
伊藤 隆基 立命館大学, 理工学部, 教授 (40242581)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
坂根 政男 立命館大学, 理工学部, 教授 (20111130)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 金属疲労 / 多軸負荷 / 疲労損傷 / 寿命評価 / 解析ソフト |
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| Outline of Annual Research Achievements |
研究代表者らの非比例多軸負荷におけるこれまでの一連の疲労強度研究の成果を基に、構造機器・部材の疲労に関する実設計・開発および維持管理の現場への応用を具体化するための多軸疲労強度評価手法を構築することを目的とした。すなわち、蓄積された多軸疲労強度データおよび研究代表者らが提示している応力・ひずみの評価手法（IS法）および解析ツールを最大限活用し、複雑な非比例の繰返し変動負荷にも対応できる多軸疲労損傷評価モデルを開発することをゴールに置いた。
平成27～28年度では、まず(1)国内外でのこれまでの多軸疲労研究の再調査と国内外研究ネットワークを利用して、変動負荷での多軸疲労強度データの入手と既存の損傷評価モデルの再検証を行い、モデルとツールの開発にフィードバックした。また、(2)非比例多軸の変動負荷における疲労損傷に及ぼす材料依存性および負荷経路依存性を明らかにするために疲労試験を実施した。得られた試験結果および1で得た情報を総合的に評価分析して、非比例多軸の繰返し変動負荷で各種損傷パラメータを抽出し、それを反映してIS法の変動負荷への対応強化に繋げた。
平成28～29年度では、上述の1および2に基づき非比例多軸の変動負荷にも対応したI損傷モデルの開発と多軸疲労強度設計解析ツール（解析ツール）の開発を行った。解析ツールでは、応力・ひずみの時刻歴のデータおよび実験寿命データを入力すると、計算部分はブラックボックスでも最終的に、応力・ひずみの状態、非比例度、応力・ひずみ範囲、同平均値、さらに予測寿命が出力される。さらに、非比例多軸繰返し負荷でのサイクル計数法や累積損傷評価法の組込みを行い、解析ツールを強化した。また、損傷モデルおよび解析ツールを負荷経路および多軸負荷場を可視化するための工夫や、入力メニュー画面の改良などの機能を追加するなど、実用性に高いツールが開発できた。
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