2012 Fiscal Year Research-status Report
多軸変動負荷に対応した疲労強度評価モデルおよび疲労強度設計支援解析ツールの開発
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24560092
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Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Research Institution | University of Fukui |
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Principal Investigator |
伊藤 隆基 福井大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (40242581)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 金属疲労 / 多軸負荷 / 疲労損傷 / 寿命評価 |
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| Research Abstract |
航空機や高速鉄道車両、原子力機器などの実機を構成する部材では、繰返し荷重の応力・ひずみが多方向に複雑に変動する多軸負荷（非比例多軸負荷）を受けることが多い。しかしこのような負荷に関して、その多軸応力・ひずみ状態や損傷状態を適切に評価する手法はいまだ確立されていない。よって、本研究では、申請者が多軸疲労寿命評価モデルとして提案しているIS損傷評価手法（IS法）を繰返し変動負荷に応用するための改良・強化を行い、実機部材の応力・予測寿命などを瞬時に評価できる簡便で実用性の高い多軸疲労強度設計支援解析ツール開発を開始した。
初年度は、(1) 研究調査・データ収集 および (2) 多軸疲労試験を実施し、(1)と(2)で得られた情報およびデータの解析結果を踏まえて、繰返し負荷に適応すべく改良したIS法を組み入れた(3) 多軸疲労強度評価モデル（モデル）の基礎を構築した。
最終目標は、多軸疲労強度設計支援解析ツール（ツール）を開発し、設計、維持・管理の現場の技術者が、多軸疲労強度評価を容易且つ機械的にできるようにするための疲労強度評価・解析支援のシステムを構築することにある。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
初年度の研究として予定していた(1) 研究調査・データ収集 および (2) 多軸疲労試験を実施し、(1)と(2)で得られた情報およびデータの解析結果を踏まえて、繰返し負荷に適応すべく改良したIS法を組み入れた(3) 多軸疲労強度評価モデル（モデル）の基礎を提示できた。そのエビデンスとして、本研究と直接関連する発表論文（学会発表および学術論文）がある。
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| Strategy for Future Research Activity |
多軸疲労試験（概要の(1)）は、平成24年度から予備試験的に行っているが、平成25年度からは本格実施に移行する。概要に記した(1)と同様に非比例多軸の変動負荷における疲労損傷に及ぼす材料依存性および負荷経路依存性を明らかにするために疲労試験を実施する。得られた試験結果および(1)で得た情報を総合的に評価分析して、非比例多軸の変動負荷で各種損傷パラメータを抽出し、それを反映してIS法の変動負荷対応へと繋げる。試験内容は、主に薄肉円筒試験片に軸とねじりの組合せ負荷を独立且つ任意に与えた変動負荷の試験とする。また、必要に応じて、さらに内外圧を与えた多軸疲労試験も行う。具体的な試験の実施内容は、(1)の調査、データ収集の結果を踏まえて最終的に確定する。
(3)の多軸疲労強度評価モデルの開発では、上述の(1)および(2)により非比例多軸の変動負荷にも対応したIS法に基づいたモデルを開発する。モデルの開発期間は、平成24年度～平成26年度前期とする。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
該当なし
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