| 研究概要 |
高温雰囲気において繰返し荷重を受ける機械要素の弾性的表面応力を精度よく計測するため, ニッケル箔をひずみ計として利用することを想定して, 箔の製作法, 適用温度の範囲, 較正曲線の特性, 繰返し応力とすべり帯の発生状態との関係, 応力測定の精度などについて基礎的な検討を行った. 得られた結果は, 次のように要約することができる.
1.ニッケル箔は厚さ約10μm, 平均結晶粒径30μmが最適であり, これはスルファミン酸ニッケルめっき箔に950°C, 60Sの真空焼なましを施すことによって得られる.
2.ひずみ計の適用温度Tは, 常温から350°C付近までの範囲である.
3.すべり帯発生の限界応力брと繰返し数Nとの関係(бр-logN曲線)を求めた結果, 一定のNに対するбр値はTの上昇と共に低下し, またTが一定の場合にはбр値はNの増加と共に低下するが, N>2×10^6では低下の度合いが著しく減少し, Tのみに依存するようになる.
4.適用温度の範囲では, 加熱・冷却を伴う試験休止はбр値にほとんど影響を及ぼさない.
5.荷重の繰返し速度を(480〜6000)rpmの範囲で変え, бр値に及ぼす影響を調査した結果, 繰返し速度の増加に伴ってбр値が僅かに高くなることを確かめた.
6.一定のTおよびNの下で, 応力振幅бの相違によるすべり帯の発生状態の変化を示す一連の標準写真を作成し, これと測定箇所のすべり帯の状況を比較して, 応力測定を実施することができた.
7.一定温度下において, 本手法を用いて円周溝付き丸棒の曲げによる集中応力を計測した結果, 十分な測定精度を有することが確かめられた.
以上のように, 一定温度下においてはニッケル箔ひずみ計は高温繰返し応力の測定に効果的に利用できることを確かめたが, 機械要素は変動温度下で作動する場合もあり, このような場合に対するひずみ計の性能および適用性の検討は, 今後の研究課題である.
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