2012 Fiscal Year Research-status Report
せん断型疲労き裂進展に及ぼす環境の影響解明と大型風力発電機増速機疲労設計への応用
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24560103
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
濱田 繁 九州大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (90432856)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 金属疲労 / モードII / 破面解析 / 転がり疲労 |
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| Research Abstract |
せん断型疲労き裂有効応力拡大係数範囲（ΔKIIeff）測定方法の確立を目的として，以下の項目を実施した．
（１）破面に作用する摩擦を考慮し，ばね－マスを用いた疲労き裂進展過程におけるひずみ発生機構モデルの立案．このモデルにおける非線形成分が，破面に作用する摩擦に依存し，有効応力拡大係数を求めるために必要である．（２）後のひずみ測定の感度を高くするため，非線形有限要素法解析によって，（１）で立案したモデルによって試験片表面に発生するひずみについて，ひずみが最大となる位置の解析．（３）発生するひずみの非線形成分の大きさは小さいので，非線形成分をの大きさを測定可能なレベルまで増幅するアナログ引算回路の製作．（４）既存のデータとの比較が可能な炭素鋼を用いたせん断型疲労き裂進展試験．（５）より長いせん断型疲労き裂を伝ぱさせることを目的とした試験方法の改善．（６）ひずみゲージとアナログ引算回路を用いた，疲労き裂進展過程におけるひずみの非線形成分の変化の計測．（７）非線形有限要素法解析による疲労き裂進展過程におけるひずみの変化の解析．（８）破面解析によるせん断型疲労き裂進展の確認．
以上の結果，想定通りではないものの，おおむね（１）で立案したモデルに立脚したひずみの非線形成分の変化が（６）によって測定でき，（８）によってせん断型疲労き裂の視点が確認され，測定方法の妥当性が確認でき，破壊に関する国際会議（19th European Conference on Fracture(ECF19) ）にて成果を発表した．
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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
計画をほぼ達成できたが，研究計画に挙げていた実機損傷調査のみを実施できていないため，現在までの達成度を（２）とした．
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| Strategy for Future Research Activity |
せん断型疲労き裂進展機構解明を行なう．
（１）き裂の進展には塑性変形が大きな役割を果たすので，せん断型疲労き裂進展破面および破面近傍についての結晶組織の塑性変形をEBSD法によって観察し，測定される有効応力拡大係数範囲と合わせて考察し，せん断型疲労き裂進展機構を解明する．
（２）破面に作用する垂直応力を変化させることにより破面間に作用する摩擦力を変化させ，ΔKIIeffに及ぼす影響を観察する．き裂閉口に相当するき裂進展遅延機構の痕跡が破面近傍の結晶組織の塑性変形として残留していることが考えられるので，EBSD法を用いて結晶組織の観察を行ない，せん断型疲労き裂進展遅延機構を解明する．
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
・前年度とは違う素材の試験片を作成し，試験を行なうことによって，材料間の違いを確認する．
・研究成果を国際会議（13th International Conference on Fracture）にて公表する．
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