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レ-ザ干渉法による微小疲労き裂開閉口挙動の高精度自動計測装置の開発

研究課題

研究課題/領域番号 01850022
研究種目

試験研究

配分区分補助金
研究分野 機械材料工学
研究機関名古屋大学 (1991)
京都大学 (1989-1990)

研究代表者

田中 啓介  名古屋大学, 工学部, 教授 (80026244)

研究分担者 後藤 徹  三菱重工(株), 高砂研究所, 主務
横幕 俊典  (株)神戸製鋼所, 機械研究所, 主任研究員
中井 善一 (中井 喜一)  神戸大学, 工学部, 助教授 (90155656)
星出 敏彦  京都大学, 工学部, 助教授 (80135623)
大谷 隆一  京都大学, 工学部, 教授 (50025946)
研究期間 (年度) 1989 – 1991
研究課題ステータス 完了 (1991年度)
配分額 *注記
8,700千円 (直接経費: 8,700千円)
1991年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
1990年度: 2,400千円 (直接経費: 2,400千円)
1989年度: 5,400千円 (直接経費: 5,400千円)
キーワード微小疲労き裂 / レ-ザ干渉変位計 / き裂閉口 / 破壊力学 / 実験ひずみ解析 / き裂停留条件 / 複合組織鋼 / き裂開閉口挙動 / 疲労微小き裂
研究概要

1.リニアイメ-ジセンサによる干渉縞の測定解析をもとにした微小変位測定装置を試作し,これを電気油圧サ-ボ疲労試験機とリンクさせることから,段階的に荷重を変化させたときの変位の自動測定が可能となった。これをシステムAとする.このシステムによる変位分解能は1nmに達する.
2.繰返し負荷中での自動計測を可能とするため,半導体レ-ザを光源として用いたシステムBを構築した.荷重波形と同期させた電気信号によりレ-ザ光をチョップする方法で,半導体レ-ザの温度を±0.5 ^°C以内に制御すれば変位計の光源として応用できることが明らかとなり,荷重周波数30Hzにおいても充分な精度が得られた.
3.HeーNeレ-ザ光を機械的にチョップする同期シャッタ-を組み込むことにより,繰返し負荷中の動的変位測定を可能とした.これをシステムCとする.このシステムは周波数3Hzまでの低周波数の場合に有効である.
4.軟鋼における微小疲労き裂あるいは微小予き裂にシステムAを適用し,微小き裂の伝ぱ開始条件および伝ぱに伴うき裂閉口の形成挙動を測定し,き裂の停留条件を明らかにした.
5.フェライト・マルテンサイト二相鋼など複合組織鋼の平滑材において,微小疲労き裂の開閉口挙動をレ-ザ干渉変位計を用いて測定し,き裂と微視組織との相互作用をき裂開閉口の観点より検討した.また,き裂開口応力はき裂の屈曲度と密接に関係しており,破面荒さ誘起き裂閉口の役割が大きいことが明らかとなった.
6.複合材料として炭化ケイ素ウィスカ-強化アルミニウム合金を取り上げ,平滑材および切欠材の微小き裂開閉口挙動を測定し,その結果をもとにき裂とウィスカ-の相互作用について検討した.

報告書

(4件)
  • 1991 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1990 実績報告書
  • 1989 実績報告書
  • 研究成果

    (21件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (21件)

  • [文献書誌] 杵渕 雅男: "レ-ザ干渉変位計による微小疲労き裂の開閉口挙動に関する研究" 日本機械学会論文集(A編). 56. 215-258 (1990)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 田中 啓介: "微小疲労き裂の伝ぱ下限界とき裂開閉口" 日本機械学会論文集(A編). 56. 715-722 (1990)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Keisuke Tanaka: "Fatigue crack propagation in SiC whisker reinforced aluminum alloy" Fatigue '90,Proceedings of the 4th International Conference on Fatigue Thresholds. 2. 857-862 (1990)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Keisuke Tanaka: "Specimen-geometry effect on fatigue crack propagation in SiC whisker reinforced aluminum alloy" Mechanical Behaviour of Materials-VI. 2. 415-420 (1991)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 横幕 俊典: "フェライト鋼の疲労特性におよぼす微視的強化機構の影響" 材料. 40. 1451-1421 (1991)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Toshinori Yokomaku: "Effect of microstructure on fatigue properties in low and ultra-low carbon steels" Mechanical Behaviour of Materials-VI. 2. 525-530 (1991)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Masao Kinefuchi: "Crack closure behavior of small fatigue cracks measured with an interferometric strain/displacement gage" Trans. Jpn Soci. Mech. Eng.56-522. 251-258 (1990-2)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Keisuke Tanaka: "Propagation threshold and crack closure of small fatigue cracks" Trans. Jpn Soci. Mech. Eng.56-524. 715-722 (1990-4)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Keisuke Tanaka: "Fatigue crack propagation in SiC whisker reinforced aluminum alloy" Fatigue '90, Proc. 4th Int. Conf. Fatigue and Fatigue Thresholds. II. 857-862 (1990-7)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Keisuke Tanaka: "Specimen-geometry effect on fatigue crack propagation in SiC whisker reinforced aluminum alloys" Mech. Beh. Mater. -VI. 2. 415-420 (1991-7)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Toshinori Yokomaku: "Effect of microstructure on fatigue properties in low and ultra-low carbon steels" J. Soci. Mater. Sci. Jpn.40-458. 1415-1421 (1991-11)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Toshinori Yokomaku: Mech. Beh. Mater-VI. 2. 525-530 (1991-7)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Keisuke Tanaka: "Specimen-geometry effect on fatigue crack propagation in Sic whisker reinforced aluminum alloy" Mechaical Behaviour of Materials-VI. 2. 415-420 (1991)

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] 横幕 俊典: "フェライト鋼の疲労特性におよぼす微視的強化機構の影響" 材料. 40. 1451-1421 (1991)

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] Toshinori Yokomaku: "Effect of microstructure on fatigue properties in low and ultra-low carbon steels" Mechanical Behaviour of Materials-VI. 2. 525-530 (1991)

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] 田中 啓介: "微小疲労き裂の伝ぱ下限界とき裂開閉口" 日本機械学会論文集(A編). 56. 715-722 (1990)

    • 関連する報告書
      1990 実績報告書
  • [文献書誌] 横幕 俊典: "フェライト鋼における疲労および疲労き裂伝ぱ特性におよぼす微視的強化機構の影響" 日本材料学会 第20回疲労シンポジウム. 20. 212-216 (1990)

    • 関連する報告書
      1990 実績報告書
  • [文献書誌] 中井 善一: "高強度低合金鋼の腐食環境中における短い疲労き裂の伝ぱ" 日本材料学会 第20回疲労シンポジウム. 20. 246-250 (1990)

    • 関連する報告書
      1990 実績報告書
  • [文献書誌] 田中啓介: "微小疲労き裂伝ぱ下限界とき裂開閉口" 日本機械学会 材料力学講演会講演概要集. 890ー59. 25-25 (1989)

    • 関連する報告書
      1989 実績報告書
  • [文献書誌] 大路清嗣: "レ-ザ干渉変位計による切欠き底微小疲労き裂開閉口の測定" 日本材料学会 第38期学術講演会前刷. 38. 198-200 (1989)

    • 関連する報告書
      1989 実績報告書
  • [文献書誌] 杵渕雅男: "レ-ザ干渉変位計による微小疲労き裂の開閉口挙動に関する研究" 日本機械学会論文集(A編). 56. 251-258 (1990)

    • 関連する報告書
      1989 実績報告書

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公開日: 1989-04-01   更新日: 2019-02-15  

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