2008 Fiscal Year Annual Research Report
レーザーピーニング処理を用いた航空機部材の軽量化と疲労安全性向上に関する研究
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20560068
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| Research Institution | The University of Electro-Communications |
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Principal Investigator |
越智 保雄 The University of Electro-Communications, 電気通信学部, 教授 (70017416)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
松村 隆 電気通信大学, 電気通信学部, 准教授 (00251710)
柿内 利文 電気通信大学, 大学院・電気通信学研究科, 助教 (20452039)
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| Keywords | レーザーピーニング処理 / 疲労強度信頼性向上 / 軽量化 / 疲労き裂発生 / 疲労き裂進展 / 圧縮残留応力 / ひずみ硬化 / 表面改質処理 |
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| Research Abstract |
本研究では主に航空機部材に対してレーザーピーニング(LP)処理を施して、疲労強度安全性向上と部材の軽量化を目指すこと、およびそれらの向上のメカニズムを明らかにすることを目的としている。用いた材料はアルミニウム合金A7050、AC4CHとオーステナイト系ステンレス鋼SUS316L鋼などで、それらの材料に対してLP処理を施して疲労強度安全性に確認を行うとともに、疲労き裂の発生・進展への抑制効果を調査・検討した。また、LP処理の他、従来から実施されている表面改質処理としてショット・ピーニング(SP)処理や窒化・浸炭処理との比較検討も行った。得られた結果を要約すると以下となった。
1.各種材料においてLP処理による疲労強度安全性向上が確認され、それらの効果はLP処理によって材料表面層に導入された圧縮残留応力とひずみ硬化による疲労き裂の発生と初期進展の抑制効果であることが明らかとなった。
2.A7050合金に対して、疲労予き裂材にLP処理を施すことにより、き裂先端への圧縮残留応力の導入とき裂先端近傍のひずみ硬化の導入で、き裂進展抑制効果が確認された。
3.AC4CHに対して大型放射光設備(Spring-8)を利用したμCT技術によって、部材内部のき裂形状を非破壊的、かつ三次元的に観察することが出来た。
4.SUS316L鋼に対して他の表面改質処理であるSP処理とショットレス・ピーニング処理および低温ガス窒化・低温ガス浸炭処理を施し疲労強度安全性への効果を調査・検討し、LP処理効果との比較検討を行った。
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