2014 Fiscal Year Annual Research 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 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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| Outline of Annual Research Achievements |
せん断型疲労き裂進展機構解明を目的として順調に研究を進めていたが，本研究手法における問題点を認知するに至り，試験手法を変更し欠点を解決した．
（1）昨年度まで，計画に則りせん断型疲労き裂進展における，破面の凹凸を含む摩擦の影響の定量的評価を順調に進めていた．（2）しかし，研究協力者との議論によって問題点を認知した．すなわち，実機械要素において問題となっている転がり疲労の問題が発生する部分は，高い繰返しヘルツ圧を受け塑性変形が生じている点である．その部分にせん断型疲労き裂が進展する．つまりせん断型疲労き裂を実験室的に再現する場合には，必ず塑性変形を考慮する必用がある．この点は，他の研究者においても陽には指摘されていない点である．（3）昨年度までの試験方法は，その試験片形状を理由として上記塑性変形を試験片に導入することは困難である．試験片全体に塑性変形を導入することも検討したが，実機械要素に生じている塑性変形の程度は非常に大きいため，導入は困難であった．また，塑性変形が生じている部分の厚さは数百ミクロン程度と薄い領域である．以上の検討により，昨年度までの手法を断念した．（4）そこで，新たな試験方法の開発した．塑性変形を受けた実機械要素から，その領域を薄膜化して切り出し，FIB（Focused Ion Beam）加工によって細く長い予き裂を導入し，一部を平坦にした丸棒に当該薄膜を貼り付け，丸棒に対して繰返しねじりを加える方法でせん断負荷を加えてせん断型疲労き裂を進展させる試験方法である．（5）冷間圧延を受けたSUS430薄膜を用いて検証し，せん断型疲労き裂の進展に成功した．本試験方法は上記改善点の他に，格段に改善された点がある．すなわちせん断型疲労き裂の進展挙動および形状を直接顕微鏡によって観察できる点である．（6）今後，新しく開発した手法を用いて，せん断型疲労き裂進展機構解明を進める．
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