2020 Fiscal Year Annual Research Report
トラクションドライブの疲労強度シミュレーションの開発と高精度高信頼性設計の実現
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18H01357
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| Research Institution | Muroran Institute of Technology |
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Principal Investigator |
成田 幸仁 室蘭工業大学, 大学院工学研究科, 准教授 (90431519)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
藤井 正浩 岡山大学, 自然科学研究科, 教授 (80209014)
風間 俊治 室蘭工業大学, 大学院工学研究科, 教授 (20211154)
増山 知也 小山工業高等専門学校, 機械工学科, 教授 (80282094)
長船 康裕 室蘭工業大学, 大学院工学研究科, 講師 (30241409)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 機械要素 / トラクションドライブ / 疲労強度 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
油膜のせん断力で動力を伝達するトラクションドライブの転がり疲労強度とそのばらつきを予測するシミュレーション手法を提案することを目的とする．
今年度は転がり疲労強度に影響を及ぼすと考えられる非金属介在物が低減された清浄鋼ローラの多数個疲労試験が完了した．実験で得られた転がり疲労強度は清浄鋼ローラの方が5.5%高かった．また，疲労強度の標準偏差は80％減少した．このことから，材料の清浄度の向上は転がり疲労強度向上とそのばらつき低減に有効であることが分かった．また，これまでに開発した転がり疲労強度シミュレーションと実験結果を比較したところ，疲労強度の標準偏差が一致した．
転がり疲労強度の実験結果とシミュレーション結果との差の原因となっていると考えられる残留圧縮応力の影響について，昨年度に引き続き調査した．昨年度はローラ表層部近傍のみの測定であったが，今年度は深さ2mmまで測定した．その結果，深さと残留応力の関係が得られた．残留圧縮応力は深さ0.4mmで最大値400MPaとなり，その値は実験とシミュレーションの差に近かった．ローラ表面からの深さに対する残留応力の定式化までは完成したが，新型コロナウイルスの流行による研究の遅れによって，シミュレーションに組み込むまでは至らなかった．
ローラ形状が転がり疲労強度に及ぼす影響について，シミュレーションと実験の両面から考察した．対象として，これまでの2倍のクラウニング半径を有する通常鋼ローラを用いた．シミュレーションではクラウニング半径の影響により高応力下に置かれるローラ内部体積が増加し，底に含まれる非金属介在物数も増加したことで，転がり疲労強度が4.6%減少した．また，同ローラを用いて多数個試験を行い，全必要数の50%まで実験が終了した．試験途中ではあるが，転がり疲労強度は6.3%減少し，シミュレーションと近い値が得られた．
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| Research Progress Status |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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