2017 Fiscal Year Annual Research Report
Development of Small Bulge Fatigue Testing Technique Using Small Disk-Type Specimen
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16K14424
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| Research Institution | Kagoshima University |
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Principal Investigator |
駒崎 慎一 鹿児島大学, 理工学域工学系, 教授 (70315646)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
野上 修平 東北大学, 工学研究科, 准教授 (00431528)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 疲労 / 微小サンプル試験 / 液圧バルジ試験 / 疲労き裂 / 疲労強度評価 / S-N線図 / 余寿命診断 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，微小ディスク試験片を用いた新しい疲労試験法の開発を目的とした．ボール押込み式では接触に起因した問題が生じるため，試験片の両面に油圧で交番圧力を負荷できる液圧バルジ式とした．はじめに有限要素解析法により最適な試験片形状について調査した後，SUS316を対象に変位/ひずみ測定などの検証試験およびき裂観察を実施した．その後，得られた疲労試験結果を従来試験法の結果と比較し，本試験技術の有用性について検討した．
その結果，平面と凹面を有し，平行部直径：1.6 mm，平行部板厚：0.15 mm，クランプ部長さ：2 mm，クランプ部板厚：0.4 mm，R部：3 mmの微小ディスク試験片を用いた新しい疲労試験法すなわちスモールバルジ疲労（SBF: Small Bulge Fatigue）試験法の開発に成功した．現時点は室温のみではあるが，開発した試験装置を用いることにより最大圧力21 MPa，最大周波数10 Hzにて微小ディスク試験片の両面に任意の圧力を交互に安定的に繰返し負荷できる．また，改善すべき課題もいくつか残されているが，レーザー変位計とひずみゲージを用いて試験片の変位とひずみの測定も可能である．本開発技術をSUS316の疲労強度評価に適用した結果，圧力低下（試験片の一部欠落）を疲労寿命と定義することにより，従来の単軸疲労試験や板曲げ疲労試験と同等の試験結果を得られることが明らかとなった．
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