• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to project page

2019 Fiscal Year Annual Research Report

Mechanism of fatigue damage of materials under six-axial random vibration and evaluation testing method

Research Project

Project/Area Number 17K14556
Research InstitutionOkayama University

Principal Investigator

坂本 惇司  岡山大学, 自然科学研究科, 助教 (50752052)

Project Period (FY) 2017-04-01 – 2020-03-31
Keywords疲労損傷 / 多軸ランダム振動 / 非比例負荷 / 共振 / アルミニウム合金
Outline of Annual Research Achievements

本研究では、多軸ランダム振動を受ける機械、構造物を安全かつ有効に使用することを目指し、多軸ランダム振動を受ける材料の疲労損傷メカニズム解明および評価試験法の構築を目的として、アルミニウム合金A5056を用いて実験による検討を行った。
初年度は、単純な形状であるボタンヘッド型試験片に対して多軸ランダム振動を与え、疲労破壊挙動を分析した。その結果、多軸ランダム振動を受ける材料であっても、一つの振動モードが現れるため、主応力方向の負荷を修正マイナー則で考慮することで疲労寿命を評価できる可能性を示した。
第2年度から最終年度は、複雑な形状であるY字型試験片に対して多軸ランダム振動を与え、疲労破壊挙動を分析した。振動試験中には、破壊起点近傍のひずみを3軸ひずみゲージおよび1軸ひずみゲージを用いて測定した。その結果、複雑な形状であるY字型試験片においては、一つの振動モードだけではなく複数の振動モードが現れる場合があり、その場合においては主応力方向が変化することが分かった。また、主応力方向は変化するが、その変化する主応力方向の中で最大の主応力をとる方向の負荷を修正マイナー則で考慮し疲労寿命を算出すると、実際の疲労寿命よりも約10倍大きく評価することが分かった。これは、主応力方向が変化することによる非比例負荷の影響等の影響が大きいためだと考えられる。つまり、対象の材料形状が複雑になると、複数の振動モードが現れるため、一番負荷が大きい方向の応力のみを考慮した場合は実際の疲労強度よりも長寿命側に評価してしまう可能性があることが分かった。

  • Research Products

    (6 results)

All 2020 2019

All Presentation (6 results) (of which Invited: 3 results)

  • [Presentation] 多軸ランダム振動下のA5056アルミニウム合金の疲労寿命予測2020

    • Author(s)
      山田朋佳、坂本惇司、多田直哉、上森武
    • Organizer
      日本金属学会・日本鉄鋼協会中国四国支部第47回若手フォーラム
  • [Presentation] 多軸ランダム振動を受ける材料の疲労寿命2020

    • Author(s)
      坂本惇司
    • Organizer
      日本金属学会・日本鉄鋼協会中国四国支部第47回若手フォーラム
    • Invited
  • [Presentation] 六軸ランダム振動による疲労破壊2019

    • Author(s)
      坂本惇司
    • Organizer
      機能限界加速試験による高品質設計技術コンソーシアム公開シンポジウム
    • Invited
  • [Presentation] 多軸ランダム振動下のアルミニウム合金の疲労強度評価2019

    • Author(s)
      坂本惇司、山田朋佳、多田直哉、上森武、澁谷忠弘
    • Organizer
      日本機械学会M&M2019材料力学カンファレンス
  • [Presentation] 多軸ランダム振動を受ける材料の疲労損傷とは?2019

    • Author(s)
      坂本惇司
    • Organizer
      日本機械学会「中国四国機素潤滑設計技術研究会」第72回「中国四国支部MD&T研究会」第70回
    • Invited
  • [Presentation] 多軸ランダム振動によるA5056アルミニウム合金の疲労破壊挙動2019

    • Author(s)
      山田朋佳、坂本惇司、多田直哉、上森武
    • Organizer
      日本塑性加工学会中国四国支部第20回学生研究発表会

URL: 

Published: 2021-01-27  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi