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

• 研究課題/領域番号: 24560103
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 機械材料・材料力学
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 濱田 繁 九州大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (90432856)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円); 2014年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2013年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2012年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
• キーワード: 金属疲労 / モードII / 破面解析 / 転がり疲労 / モードⅡ

研究成果の概要

転がり疲労破壊問題の原因であるせん断型疲労き裂進展に対して，有効応力拡大係数範囲を明らかにし，せん断型疲労き裂進展機構を解明することを目的とした研究を行なった．治具がCT試験片と互換性のある汎用性の高いせん断型疲労き裂進展の再現が可能な試験方法の開発に成功した．現象説明のため，摩擦および破面の凹凸を考慮した有効応力拡大係数範囲を取得するためのモデル化を行ない，開発した試験方法による有効応力拡大係数範囲を取得した．その後，実機転がり疲労に生じる大きな塑性変形を受けた材料の試験およびせん断型疲労き裂進展の直接観察が可能な試験方法の開発を実施した．

研究成果

• [学会発表] せん断型疲労き裂における有効応力拡大係数範囲測定方法の開発 (2014)
  • 著者名/発表者名: 濱田 繁
  • 学会等名: 日本材料学会 公開部門委員会 接触疲労と破壊力学
  • 発表場所: 福岡大学
  • 年月日: 2014-05-16
  • 招待講演
• [学会発表] Measurement of Effective Stress Intensity Factor Range of Mode II Fatigue Crack Growth using Hysteresis Loop (2013)
  • 著者名/発表者名: Shigeru Hamada, Minjian Liu
  • 学会等名: 13th International Conference on Fracture
  • 発表場所: Beijing, China
• [学会発表] モードII疲労き裂進展における破面に作用する摩擦力と反力の影響
  • 著者名/発表者名: 福留 秀渡, 濱田 繁
  • 学会等名: 日本機械学会 九州学生会 第45回卒業研究発表講演会
  • 発表場所: 九州大学 伊都キャンパス
• [学会発表] Determination of effective stress intensity factor range of mode II fatigue crack propagation with improved experimental method
  • 著者名/発表者名: M. Liu and S. Hamada
  • 学会等名: 19th European Conference on Fracture (ECF19)
  • 発表場所: Kazan (Russia)