2020 Fiscal Year Annual Research Report
Experimental Verification of Fatigue Strength Properties under Non-proportional Multiaxial Variable Loading and Improvement of Fatigue Strength Evaluation Method
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18K03854
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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) |
小川 文男 立命館大学, 理工学部, 助教 (00424812) [Withdrawn]
坂根 政男 立命館大学, 総合科学技術研究機構, 上席研究員 (20111130)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 金属疲労 / 材料強度 / 強度評価 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
航空機や高速鉄道車両、高温構造機器などの実機を構成する部材では、繰返し荷重の応力・ひずみの主軸が多方向に複雑に変動する繰返し多軸負荷（非比例多軸変動負荷）を受けることが多い。報告者らは非比例多軸変動負荷におけるこれまでの一連の疲労強度研究成果を基に、多軸応力・ひずみの評価手法および多軸負荷損傷を考慮した損傷評価手法を構築してきた。また、両評価手法を機械構造機器・部材の疲労に関する実設計・開発および維持管理に応用するため、現場で利用できる多軸疲労強度設計解析ツールを開発してきた。その上で非比例多軸変動負荷における特有な未解決問題が派生したことから、本研究では検証実験を行い評価手法の強化を図ることにより、複雑な非比例多軸変動負荷での繰返し数の計数法および非比例損傷累積の定量化、さらにそれらの材料依存性等に係る諸課題を解決し、多軸疲労強度評価手法の高度化に取り組んだ。また、強度評価手法の基礎情報となる研究調査および系統的な材料試験を実施して疲労強度データを取得した。
本研究では、今回取得したデータおよび以前から蓄積された多軸疲労強度データを基に、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構築するための改良多軸疲労損傷評価モデルに準じた解析ツールのプログラムを開発した。
なお、開発したプログラムは研究室レベルでのみ使用できる段階であるため、設計、維持・管理を担う現場の技術者が多軸疲労強度評価を容易且つ機械的に行えるように図ることが、今後の課題である。
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