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トライボロジ現象の動的可視化計測のための超高速サーモマイクロスコープの開発

研究課題

研究課題/領域番号 09555031
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分展開研究
研究分野 機械材料・材料力学
研究機関大阪大学

研究代表者

阪上 隆英  大阪大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (50192589)

研究分担者 井岡 誠司  大阪大学, 大学院・工学研究科, 助手 (50283726)
小倉 敬二  大阪大学, 大学院・基礎工学研究科, 教授 (70029007)
久保 司郎  大阪大学, 大学院・工学研究科, 教授 (20107139)
正田 昌宏  株式会社ニコン, 技術開発本部デバイスセンター, 課長(研究者)
研究期間 (年度) 1997 – 1999
研究課題ステータス 完了 (1999年度)
配分額 *注記
8,800千円 (直接経費: 8,800千円)
1999年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
1998年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
1997年度: 6,600千円 (直接経費: 6,600千円)
キーワードトライボロジ / 赤外線サーモグラフィ / 接触応力 / 摩擦・磨耗 / フレッティング疲労 / 熱弾性効果 / その場計測 / 摩擦・摩耗 / 計測
研究概要

本研究の目的は,すべり・転がり接触,およびフレッティング状態下の接触面およびその近傍における,摩擦・磨耗による発熱による温度分布,および応力状態変化による熱弾性温度変動を,ミリ秒オーダーで高速に可視化計測できる赤外線計測システムを試作するとともに,これを用いて摩擦・磨耗,フレッティング疲労による材料の破壊メカニズムを解明することにある.赤外線計測システムの試作およびこれを用いた実験的検討を行った結果,以下の研究成果を得た.
1.高速赤外線サーモグラフィを基礎に,物体の接触部およびその近傍の温度分布,および応力分布を高速かつ高精度に計測・評価できる赤外線計測システムを構築した.
2.接触状態にある二つの物体の一方に赤外線透過材料を用いて,接触面の熱弾性温度変動計測を行うことにより,接触応力分布のその場可視化計測を行った.その結果,平面接触および球面対平面のHertz接触における接触応力分布を精度良く定量的に計測できることが明らかになった.
3.フレッティングき裂発生・進展評価システムを構築し,フレッティングき裂発生の初期段階における接触面の状態および応力分布のその場計測を行った.その結果,フレッティング疲労き裂発生時における摩擦係数の変化,固着・部分すべり状態の発生,およびこれらに起因する応力分布の変化を詳細に計測することが可能となった.

報告書

(4件)
  • 1999 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1998 実績報告書
  • 1997 実績報告書
  • 研究成果

    (32件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (32件)

  • [文献書誌] 阪上隆英: "熱弾性発熱の赤外線計測に基づく接触応力分布の直接計測法の開発"日本材料学会第9回破壊力学シンポジウム講演論文集. 54-58 (1997)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Takahide Sakagami: "Full-Field IR Measurement of Subsurface Grinding Temperatures"SPIE Proceedings Series. Volume 3361. 234-245 (1998)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Takahide Sakagami: "Full-Field Subsurface Temperature Measurements in Fretting"Proceedings of the SEM Spring Conference on Experimental and Applied Mechanics. 437-440 (1998)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Takahide Sakagami: "Application of Infrared Thermography for Contact Problems"Proceedings of IUTAM Symposium on Advanced Ortical Methods and Applications in Solid Mechanics. P20-1-P20-8 (1998)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Matthew P. Szolwinski: "In-Situ Measurement of Near-Surface Fretting Contact Temperatures in an Alminum Alloy"ASME Trans. Journal of Tribology. Vol.121, No.1. 11-19 (1999)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Takahide Sakagami: "Evaluation of Contact Stress Distribution Based on Thermoelasticity"Proceedings of the International Conference on Advanced Technology in Experimental Machines '99. 300-304 (1999)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Thomas N. Farris: "Experimental Tools for Characterizing Fretting Contact"Proceedings of the International Conference on Advanced Technology in Experimental Machines '99. 256-263 (1999)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] SAKAGAMI, Takahide: "Visualization of Contact Stress Distrilbution by Thermoelastic Stress Measurement"Proc. of the 9th Symposium on Fracture and Fracture Mechanics JSMS. pp.54-58 (1997)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] SAKAGAMI, Takahide: "Full-Field IR Measurement of Subsurface Grinding Temperatures"SPIE Proceedings Series. Volume 3361. 234-245 (1998)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] SAKAGAMI, Takahide: "Full-field Subsurface Temperature Measurements in Fretting"Proceedings of the SEM Spring Conference on Experimental and Applied Mechanics. 437-440 (1998)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] SAKAGAMI, Takahide: "Application of Infrared Thermography for Contact Problems"Proceedings of IUTAM Symposium on Advanced Optical Methods and Applications in Solid Mechanics. P20-1-8 (1998)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] SZOLWINSKI, Matthew: "In-Situ Measurement of Near-Surface Fretting Contact Temperatures in an Aluminum Alloy"ASME Trans. Journal of Tribology. Vol.121, No.1. 11-19 (1999)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] SAKAGAMI, Takahide: "Evaluation of Contact Stress Distribution Based on Thermoelasticity"Proceedings of the International Conference on Advanced Technology in Experimental Mechanics'99. 300-304 (1999)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] FARRIS, Thomas: "Experimental Tools for Characterizing Fretting Contact"Proceedings of the International Conference on Advanced Technology in Experimental Mechanics'99. 256-263 (1999)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M. P. Szolwinski, G. Harish T N Farris, T. Sakagami: "In-Situ Measurement of Near-Surface Fretting Contact Temperatures in an Aluminum Alloy"ASME Trans. Journal of Tribology. 121-1. 11-19 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] T. Sakagami. G. Harish. T. N. Farris. M. P. Szolwinski: "Observing and Modeling the Onset of Widespread Fatigue Damage in Riveted Aircraft Structures"Proceedings of the SEM Annual Conference on Theoretical, Experimental and Computational Mechanics. 686-689 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] M. P. Szolwinski, C. Tieche, G. Harish, T. N. Farris, T. Sakagami, M.Heinstein: "Mechanics of Finite Width Fretting Contacts"Proceedings of the SEM Annual Conference on Theoretical, Experimental and Computational Mechanics. 314-317 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] T. Sakagami, S. Kubo: "Evaluation of Contact Stress Distribution Based on Thermoelasticity"Proceedings of the International Conference on Advanced Technology inExperimental Mechanics '99. .. 300-304 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] T. N. Farris, G. Harish, C. Tieche, T. Sakagami. M. P. Szolwinski: "Experimental Tools for Characterizing Fretting Contact"Proceedings of the International Conference on Advanced Technology in Experimental Mechanics '99. 256-263 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 上田真史,阪上隆英,久保司郎: "赤外線接触応力計測における精度改善に関する検討"日本機械学会関西支部第74期定時総会講演論文集. No.985-1. 6.33-6.34 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] T.Sakagami,V.Madhavan,G.Harish,K.Krishnamurthy,Y.Ju,T.N.Farris,S.Chandrasekar: "Full-Field IR Measurement of Subsurface Grinding Temperatures" SPIE Proceedings Series,Thermosense XX,Int.Conf.On Thermal Sensing and Imaging Diagnostic Applications. 3361. 234-245 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] T.Sakagami,M.P.Szolwinski,G.Harish,T.N.Farris: "Full-field Subsurface Temperature Measurements in Fretting" Proc.of the SEM Spring Conference on Experimental and Applied Mechanics. 437-440 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] T.N.Farris,G.Harish,M.P.Szolwinski,T.Sakagami: "Coupled Thermoelastic Stress Measurement Applied to Fretting" Proc.of the SEM Spring Conference on Experimental and Applied Mechanics. 433-436 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] T.Sakagami,K.Ogura,S.Kubo,T.N.Farris: "Application of Infrared Thermography for Contact Problems" Proceedings of IUTAM Symposium on Advanced Optical Methods and Applications in Solid Mechanics. 20.1-20.8 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 阪上隆英、T.N.Farris、久保司郎: "赤外線応力測定法の接触問題への適用" 第2回サーモグラフィによる非破壊評価技術シンポジウム講演論文集. 117-121 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] M.P.Szolwinski,G.Harish,T.N.Farris,T.Sakagami: "In-Situ Measuement of Near-Surface Fretting Contact Temperatures in an Aluminum Alloy" ASME Trans.Journal of Tribology. 121-1. 11-19 (1999)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] T.Sakagami, K.Ogura, S.Kubo, J.Lesniak, B.Boyce, B.Sandor: "Visualization of Contact Stress Distribution Using Infrared Stress Measurement System" SPIE Proceeding Series,Thermosense XIX, Int.Conf.On Thermal Sensing and Imaging Diagnostic Applications. 3056. 250-259 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] T.Sakagami, K.Ogura, S.Kubo, J.Lesniak, B.Boyce, B.Sandor: "Investigation of Contact Stresses Using Thermoelastic Stress Measurement" Proc.Of the SEM Spring Conference on Experimental and Applied Mechanics. 363-364 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] M.P.Szolwinski, G.Harish, T.N.Farris, T.Sakagami: "The Use Thermal Imaging for In-Situ Characterization of Friction Behavior in Mixed-Mode Fretting Contact" 日本機械学会材料の強度と破壊に関するモデリング/シミュレーション/マルチメディアシンポジウムCD-ROM論文集. (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] 阪上隆英, 久保司郎, 小倉敬二, J.Lesniak, B.Sandor: "熱弾性発熱の赤外線計測に基づく接触応力分布の直接計測法の開発" 日本材料学会 第9回破壊力学シンポジウム講演論文集. 54-58 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] T.Sakagami, V.Madhauan, G.Harish, K.Krishnamurthy, Y.Ju, T.N.Farris, S.Chandrasekar: "Full-Field IR Measyrement of Subsurface Grinding Temperatures" SPIE Proceedings Series,Thermosense XIX, Int Conf.On Thermal Sensing and Imaging Diagnostic Applications. 3361(発表予定). (1998)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] 阪上隆英, 久保司郎, M.Szolwinski, G.Harish, T.N.Farris: "赤外線温度分布計測に基づくフレッティングき裂発生時の応力状態の評価" 日本非破壊検査協会平成10年度春季講演大会講演論文集. (発表予定). (1998)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書

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公開日: 1997-04-01   更新日: 2016-04-21  

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