2022 Fiscal Year Annual Research Report
振動疲労き裂進展時の力学場の解明とピーニングによる振動疲労強度向上技術の構築
| Project/Area Number |
20K14610
|
|---|
| Research Institution | Okayama University |
|---|
Principal Investigator |
坂本 惇司 岡山大学, 自然科学学域, 助教 (50752052)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
|
| Keywords | 曲げ振動 / 共振 / 疲労 / き裂進展 / 伸び / 固有振動数 / ピーニング / せん断 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は，①振動疲労き裂進展時のき裂先端近傍の力学場の状態とそれがき裂進展とともにどう変化するのかを明らかにすること，および，②ピーニングによる振動時の疲労強度向上技術を構築することを目的として実施した．それぞれの目的に対して，最終年度となる本年度および補助事業期間全体に推進した実施内容を以下に示す．
①共振点付近の加振振動数で試験片に曲げ振動を与えた場合の試験片の力学状態について，振動方程式から算出される計算値およびひずみゲージを貼付した試験片から算出される実験値の両面から検討した．まず，未損傷試験片の一次共振点付近の曲げ振動時の曲げモーメントおよびせん断力の状態を明らかにした．また，曲げ振動時のき裂進展を正確に評価するためには，疲労損傷によって試験片の固有振動数が低下することから，それによる力学状態の変化を考慮する必要があることが分かった．
②振動疲労強度を向上させるピーニング手法として，昨年度はニードルピーニングを検討したが表面粗さの増加等の影響が大きいと考えられたため，本年度は表面粗さの増加が少ない微粒子ピーニングを検討した．通常の疲労寿命に及ぼす微粒子ピーニングの影響と同様に，曲げ振動時の疲労寿命も向上させた．ただし，通常の疲労寿命に及ぼすピーニングの影響と異なる点がある．振動時の負荷の大きさは，加振振動数によって，徐々に増加して破断に至る場合と徐々に低下して破断に至る場合の２パターンに分かれる．そのため，負荷の大きさが徐々に増加する場合には，もう一方の場合と比べて，き裂進展とともに徐々にピーニングの影響が小さくなることが分かった．
|
