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高度デジタル画像相関法による先進超高張力鋼の切欠疲労予測に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 18560092
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 機械材料・材料力学
研究機関大阪工業大学

研究代表者

西川 出  大阪工業大学, 工学部, 教授 (90189267)

研究分担者 脇 裕之  大阪電気通信大学, 工学部, 准教授 (30324825)
上田 整  大阪工業大学, 工学部, 教授 (10176589)
研究期間 (年度) 2006 – 2007
研究課題ステータス 完了 (2007年度)
配分額 *注記
3,540千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 240千円)
2007年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2006年度: 2,500千円 (直接経費: 2,500千円)
キーワードデジタル画像相関 / ひずみ / 変位 / 切欠 / 疲労強度 / き裂 / き裂開閉 / 切欠感度
研究概要

デジタル画像相関法に対して2次元デジタル画像相関法の高速化よらびに高精度化を行った.高速化の手法としては主として高速フーリエ変換法の利用を計った.これにより粗探索時間を1/1000程度まで短縮させた.一方、高精度化についてはFFT処理による2重探索により同一点探索の判定ミスを避ける工夫を施すとともに,サブピクセル単位までの計測に対しては、デジタル画像の曲線補間法ならびに特異ひずみ場表現を導入することにより、精度向上・高速化を可能とした.
一方切欠底のひずみ計測に対応するべくデジタル画像相関法による多軸ひずみ計測手法の開発を行った.多軸ひずみ計測では計測対象に対して左右に配置したカメラによるステレオ観察手法の開発を行った.この際、左右カメラ画像における同一視点の同定ならびに変形前画像における任意視点の変形後画像内における移動先同定といった処理が必要になるが、この探索手法には基本的には2次元デジタル画像相関法の改良で対応させた.開発した多軸ひずみ計測手法で得られる微小変形量やひずみ量の精度検定を行ったが,1/1000mmオーダーまでの計測が可能であることを確認した.
続いて3mm厚の超高張力鋼2種類について応力集中率2から5までの切欠材を作成し、切欠底の多軸ひずみ分布を計測した.疲労試験によりき裂発生寿命を求めると共にこの材料の切欠感受性を評価した.本研究で得られた疲労試験結果は菊川のK/c-N曲線のほぼ破断確率の範囲内に収まり,停留き裂の発生条件を満たしていなければ,K/c-N曲線による深く鋭い切欠きを持つ切欠材のS-Nデータの整理は,切欠き付き丸棒の回転曲げ疲労試験だけでなく,切欠き付き板状試験片の引張圧縮疲労試験に対しても有効であることがわかった.

報告書

(3件)
  • 2007 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2006 実績報告書
  • 研究成果

    (22件)

すべて 2008 2007 2006

すべて 雑誌論文 (6件) 学会発表 (16件)

  • [雑誌論文] レーザスペックルを用いた多成分変位および多成分ひずみの計測2007

    • 著者名/発表者名
      西川出, 大西将史, 浜田高宏
    • 雑誌名

      日本機械学会講演論文集 No.074-1

      ページ: 8-11

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] 中高温環境下におけるTi-6Al-4V合金の疲労き裂進展下限界挙動に及ぼす応力比および環境温度の影響2007

    • 著者名/発表者名
      西川 出, 藤花 剛
    • 雑誌名

      日本機械学会講演論文集 No.074-1

      ページ: 8-20

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] 炭素鋼の切欠底における疲労き裂発生ならびに進展挙動2007

    • 著者名/発表者名
      西川出, 田邊賢治
    • 雑誌名

      日本機械学会講演論文集 No.074-1

      ページ: 8-14

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] 曲面補間利用によるデジタル画像相関法の同定制精度向上に関する検討2006

    • 著者名/発表者名
      西川出, 阿部真哉
    • 雑誌名

      日本実験力学講演論文集 6

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Ti-6Al-4V合金の高温化疲労き裂進展下限界挙動に及ぼす応力比の影響2006

    • 著者名/発表者名
      藤花 剛, 西川 出
    • 雑誌名

      日本機械学会2006年度年次大会講演論文集 1

      ページ: 1019-1019

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] レーザスペックルによる変位・ひずみの多成分同時計測法に関する研究2006

    • 著者名/発表者名
      西川出, 畦地英司
    • 雑誌名

      日本非破壊検査協会平成18年度春期大会講演概要集

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [学会発表] Simultaneous measurement of normal and shear strains using laser speckle method2008

    • 著者名/発表者名
      Masashi Oonishi, Izuru Nishikawa
    • 学会等名
      Proc. of Japan Society of Mechanical Engineering
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Simultaneous measurement of multi-component of strain and displacement using laser speckle2008

    • 著者名/発表者名
      Masashi Oonishi, Izuru Nishikawa
    • 学会等名
      Proc. of Japan Society of Non-Destructive Testing
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Development of multi-component strain/displacement measurement method using laser speckle2008

    • 著者名/発表者名
      Izuru Nishikawa, Masashi Oonishi
    • 学会等名
      Proc. of Japan Society of Materials and Science
    • 発表場所
      to be appeared
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Precision measuring of fracture mechanics parameter of cracked members using digital image correlation method2008

    • 著者名/発表者名
      Yoshiteru Hainiwa Izuru Nishikawa
    • 学会等名
      Proc. of Japan Society of Mechanical Engineering
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Estimation method of fracture mechanics parameter of the crack using digital image correlation method2008

    • 著者名/発表者名
      Yoshiteru Hainiwa Izuru Nishikawa
    • 学会等名
      Proc. of Japan Society of Experimental Mechanics
    • 発表場所
      to be appeared
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] 改良型デジタル画像相関法を用いたき裂状欠陥の力学パラメータ評価法に関する研究2007

    • 著者名/発表者名
      西川 出
    • 学会等名
      日本非破壊検査協会秋期講演大会
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      2007-10-18
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書 2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Fatigue crack initiation and propagation behavior of carbon steel at notch root2007

    • 著者名/発表者名
      Izuru Nishikawa, Tomoharu Tanabe
    • 学会等名
      Proc. of Japan Society of Mechanical Engineering
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Multi component measurement of displacement and strain using Laser sueckle method.2007

    • 著者名/発表者名
      Masashi Oonishi, Takahiro Hamada, Izuru Nishikawa
    • 学会等名
      Proc. of Japan Society of Mechanical Engineering
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Multi-component strain measurement techniques using Laser speckle under mixed-mode loading2007

    • 著者名/発表者名
      Masashi Oonishi, Izuru Nishikawa
    • 学会等名
      Proc. of Japanese Non Destructive Inspection
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Mixed-mode displacement and strain measurement by Laser speckle2007

    • 著者名/発表者名
      Masashi Oonishi, Izuru Nishikawa
    • 学会等名
      Proc. of Japan Society of Experimental Mechanics
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Development of precision measurement technique on the train files near crack tip using digital image correlation2007

    • 著者名/発表者名
      Yoshiteru Hainiwa Izuru Nishikawa
    • 学会等名
      Proc. of Japan Society of Mechanical Engineering
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Development of digital image correlation method based on the strain field near crack tip2007

    • 著者名/発表者名
      Yoshiteru Hainiwa Izuru Nishikawa
    • 学会等名
      Proc. of Japan Society of Materials Science
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Evaluation of stress intensity factor of crack using digital image correlation method2007

    • 著者名/発表者名
      Yoshiteru Hainiwa Izuru Nishikawa
    • 学会等名
      Proc. of Japan Association Non-destructive Testing
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Application of digital image correlation method to monitor the crack tip deformation2007

    • 著者名/発表者名
      Yoshiteru Hainiwa Izuru Nishikawa
    • 学会等名
      Proc. of Japan Society of Experimental Mechanics
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Fracture mechanics parameter estimation of crack using digital image correlation method2007

    • 著者名/発表者名
      Yoshiteru Hainiwa Izuru Nishikawa
    • 学会等名
      Proc. of Japan Society of Non-destructive Inspection
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要
  • [学会発表] Improved evaluation of stress intensity factor of the crack using digital image correlation method2007

    • 著者名/発表者名
      Yoshiteru Hainiwa Izuru Nishikawa
    • 学会等名
      Proc. of Japan Society of Non-destructive Inspection
    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2007 研究成果報告書概要

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公開日: 2006-04-01   更新日: 2016-04-21  

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