ねじ谷底の残留応力分布に基づくボルトの疲労強度の定量化

• 研究課題/領域番号: 20560130
• 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: 設計工学・機械機能要素・トライボロジー
• 研究機関: 名古屋工業大学
• 研究代表者: 萩原 正弥 名古屋工業大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (90134840)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2010
• 研究課題ステータス: 完了 (2010年度)
• 配分額: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円); 2010年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2009年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2008年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
• キーワード: 機械要素 / ねじ / ボルト / 疲労強度 / 残留応力分布 / X線応力測定 / シミュレーション / FEM応力解析 / 残留応力 / FEM解析 / 局所的応力

研究概要

ねじの疲労強度を正確に推定し,事故を未然に防止するためには,ねじの製造過程で発生するねじ谷底の残留応力の値を調べる必要がある。本研究では,ねじ谷底を模したモデルに対するX線応力測定と数値シミュレーションを併用することで,転造過程で生じる残留応力分布の推定を行える計算モデルの提案を行い,さらに疲労試験結果から,従来の仮説を用い,コンピュータ解析によってねじ谷底の局所的な応力変動を求めることによって,ねじの疲労強度が推定できることを示している。

研究成果

• [雑誌論文] 転造加工による残留応力の発生とそのシミュレーションモデル (2009)
  • 著者名/発表者名: 古川朗洋, 萩原正弥
  • 雑誌名: 日本ねじ研究協会誌 Vo1.40 No.12 ページ: 343-348
  • NAID: 40016944895
  • 査読あり
• [雑誌論文] ねじ谷底の残留応力分布とボルトの疲労強度の関係(第1報,転造丸溝試験片の残留応力分布について) (2009)
  • 著者名/発表者名: 古川朗洋, 萩原正弥
  • 雑誌名: 日本機械学会論文集C編 Vo1.72, No.752 ページ: 2605-2610
  • 査読あり
• [雑誌論文] 転造加工による残留応力の発生とそのシミュレーションモデル (2009)
  • 著者名/発表者名: 古川朗洋, 萩原正弥
  • 雑誌名: 日本ねじ研究協会誌 40 ページ: 343-348
  • NAID: 40016944895
  • 査読あり
• [雑誌論文] ねじ谷底の残留応力とボルトの疲労強度の関係(第1報, 転造丸溝試験片の残留応力について) (2009)
  • 著者名/発表者名: 古川朗洋, 萩原正弥
  • 雑誌名: 日本機械学会論文集C編 75-752 ページ: 1094-1099
  • 査読あり
• [学会発表] Effect of Residual Stress on the Fatigue Strength of a Bolt in Bolt/Nut Assembly-Fatigue Characteristics of the Axisymmetrical Bolt Model (Leadless Bolt) with Residual Stress Generated by Pre-loading (2011)
  • 著者名/発表者名: Akihiro Furukawa, Kazunari Kamiya, Masaya Hagiwara
  • 学会等名: The 4th International Con-ference on Manufacturing, Machine Design and Tribology
  • 発表場所: 愛知県蒲郡市
  • 年月日: 2011-04-26
• [学会発表] Effect of Residual Stress on the Fatigue Strength of a Bolt in Bolt/Nut Assembly-Fatigue Characteristics of the Axisymmetrical Bolt Model (Leadless Bolt) with Residual Stress Generated by Preloading- (2011)
  • 著者名/発表者名: Akihiro FURUKAWA, Kazunari KAMIYA, Masaya HAGIWARA
  • 学会等名: The 4^<th> International Conference on Manufacturing, Machine Design and Tribology
  • 発表場所: 愛知県蒲郡市(ホテル竹島)(発表確定)
  • 年月日: 2011-04-26
• [学会発表] ねじ谷底の残留応力と疲労強度の関係-第3報,二次元弾塑性FEM解析による残留応力分布の推定 (2010)
  • 著者名/発表者名: 古川朗洋, 萩原正弥
  • 学会等名: 日本機械学会2009年度年次大会
  • 発表場所: 岩手大学
  • 年月日: 2010-09-15
• [学会発表] 残留応力がボルトの疲労強度に及ぼす影響-予荷重により残留応力を付与したリードなしボルトの疲労特性 (2010)
  • 著者名/発表者名: 古川朗洋, 萩原正弥
  • 学会等名: 日本機械学会2010年度年次大会
  • 発表場所: 名古屋工業大学
  • 年月日: 2010-09-06
• [学会発表] 残留応力がボルトの疲労強度に及ぼす影響-予荷重により残留応力を付与したリードなしボルトの疲労特性- (2010)
  • 著者名/発表者名: 古川朗洋, 萩原正弥
  • 学会等名: 日本機械学会2010年度年次大会
  • 発表場所: 名古屋工業大学
  • 年月日: 2010-09-06
• [学会発表] Verification of the Hypothesis on the Fatigue Strength of a Bolt/Nut Assemblies (2010)
  • 著者名/発表者名: 古川朗洋, 萩原正弥, 神谷洋平
  • 学会等名: Effect of the Residual Stress at the Bolt Thread Root
  • 発表場所: 大韓民国済州島
  • 年月日: 2010-06-25
• [学会発表] 転造によるねじ谷底の残留応力分布の推定-環状丸溝試験片に対するX線応力測定法の適用 (2010)
  • 著者名/発表者名: 古川朗洋, 萩原正弥
  • 学会等名: 日本機械学会第10回機素潤滑設計部門講演会
  • 発表場所: 新潟県月岡温泉
  • 年月日: 2010-04-19
• [学会発表] 転造によるねじ谷底の残留応力分布の推定-環状丸溝試験片に対するX線応力測定法の適用- (2010)
  • 著者名/発表者名: 古川朗洋, 萩原正弥
  • 学会等名: 日本機械学会第10回機素潤滑設計部門講演会
  • 発表場所: 新潟県月岡温泉(ホテル華鳳)
  • 年月日: 2010-04-19
• [学会発表] ねじ谷底の残留応力と疲労強度の関係-第3報 二次元弾塑性FEM解析による残留応力分布の推定- (2009)
  • 著者名/発表者名: 古川朗洋, 萩原正弥
  • 学会等名: 日本機械学会2009年度年次大会
  • 発表場所: 岩手大学
  • 年月日: 2009-09-15
• [学会発表] Verification of the Hypothesis on the Fatigue Strength of a Bolt/Nut Assemblies (Effect of the Residual Stress at the Bolt Thread Root) (2009)
  • 著者名/発表者名: Akihiro FURUKAWA, Masaya HAGIWARA, Yohei KAMIYA
  • 学会等名: The 3^<rd> International Conference on Manufacturing, Machine Design and Tribology
  • 発表場所: 韓国済州島
  • 年月日: 2009-06-25
• [学会発表] ねじ谷底の残留応力と疲労強度の関係-第2報,FEM解析による残留応力分布の推定 (2008)
  • 著者名/発表者名: 古川朗洋, 萩原正弥
  • 学会等名: 日本機械学会2008年度年次大会
  • 発表場所: 横浜国立大学
  • 年月日: 2008-08-06
• [学会発表] 予荷重がボルトの疲労強度に及ぼす影響 (2008)
  • 著者名/発表者名: 神谷洋平, 立見尚規, 萩原正弥, 古川朗洋
  • 学会等名: 日本機械学会2008年度年次大会
  • 発表場所: 横浜国立大学
  • 年月日: 2008-08-06
• [学会発表] ねじ谷底の残留応力と疲労強度の関係(第2報, FEM解析による残留応力分布の推定) (2008)
  • 著者名/発表者名: 古川朗洋, 萩原正弥
  • 学会等名: 日本機械学会2008年度年次大会
  • 発表場所: 横浜国立大学
  • 年月日: 2008-08-06