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1991 年度 研究成果報告書概要

構造用セラミックスの最適保証試験方法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 01850021
研究種目

試験研究

配分区分補助金
研究分野 機械材料工学
研究機関電気通信大学

研究代表者

市川 昌弘  電気通信大学, 電気通信学部, 教授 (80017334)

研究分担者 岡部 永年  株式会社東芝, 重電技術研究所, 主幹
高松 徹  電気通信大学, 電気通信学部, 助手 (00106890)
研究期間 (年度) 1989 – 1991
キーワードファインセラミックス / 構造用セラミックス / 保証試験 / プル-フテスト / 信頼性
研究概要

構造用セラミックスの保証試験について,試験後の最小強度S_<fmin>が要求強度S_d以上となり,かつ合格率(保証試験で破壊しない確率)が最大となるような最適試験方法について研究した。主な成果は次の通りである.
1.まず基本的な場合として,応力分布が均一な場合の最適試験方法をしらべた.これより,除荷速度としては試験装置の性能等の点から実現可能な最大速度を採用し,試験荷重としてはこの除荷速度のもとでS_<fmin>=S_dとなるような荷重を採用するのが最適試験方法であることを明らかにした.
2.この結果に基づいて,実機のように応力分布が一般に不均一な場合の最適試験方法をしらベた.これより,除荷速度としては実現可能な最大速度を採用し,この速度のもとで応力最大の点でS_<fmin>=S_dとなるような試験荷重を採用するのが,不均一な応力分布の下での最適試験方法であることを明らかにした。
3.保証試験効果に対するKーV特性(K:応力拡大係数,V=da/dt:き裂進展速度)をコンピュ-タシミュレ-ションでしらべ,実際上重要な除荷速度が臨界速度以上の場合には,第1領域のKーV特性を第2,第3領域まで外挿して試験後の最小強度や合格率を計算しても大きな誤差を生じないことがわかった.
4.保証試験を行う上できわめて重要な臨界除荷速度について,その推定法を考案し,実験によりこの推定法の有効性を確認した.
5.セラミックス軸受球に保証試験を適用するための基礎として,Si_3N_4球のリングクラック発生強度や最終破壊強度の確率特性等を実験的にしらベ,その特性を説明し得る理論を構築した.
6.Si_3N_4軸受球の保証試験を行い,保証試験における除荷速度の重要性を実験的にも確認した.

  • 研究成果

    (12件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (12件)

  • [文献書誌] 市川 昌弘: "セラミックス軸受用窒化硅素球の圧砕強度の球径依存性" 材料(日本材料学会誌). 40. 1348-1354 (1991)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] 市川 昌弘: "セラミックス軸受用窒化硅素球の圧砕強度の確率特性" 材料(日本材料学会誌). 40. 1355-1360 (1991)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] 市川 昌弘: 材料(日本材料学会誌).

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] 市川 昌弘: "セラミックスのプル-フテストの最適試験条件" 日本機械学会論文集(A編).

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] 市川 昌弘: "セラミックスのプル-フテストの最適試験条件(応力分布が不均一な場合)" 日本機械学会論文集(A編).

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] 市川 昌弘: "セラミックスのプル-フテスト効果に対する安定き裂進展特性の影響" 日本機械学会論文集(A編).

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [文献書誌] Masahiro Ichikawa, Nagatoshi Okabe, Yutaka Abe: "Size Dependence of Crushing Strength of Si_3N_4 Balls for Ceramic Bearings" Journal of The Society of Materials Science, Japan. 40, No. 457. 1348-1354 (1991)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Masahiro Ichikawa, Tohru Takamatsu, Nagatoshi Okabe, Yutaka Abe: "Statistical Properties of Crushing Strength of Si_3N_4 Balls for Ceramic Bearings" Journal of The Society of Materials Science, Japan. 40, No. 457. 1355-1360 (1991)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Masahiro Ichikawa, Nagatoshi Okabe, Yutaka Abe: "Consideration of Statistical Treatment of Crushing Test Results of Ceramic Bearing Balls" Journal of The Society of Materials Science, Japan.

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Masahiro Ichikawa: "Optimum Condition of Proof Testing of Ceramics" Trans. JSME (Ser. A).

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Masahiro Ichikawa: "Optimum Condition of Proof Testing of Ceramics (The Case of Non-uniform Stress Distribution)" Trans. JSME (Ser. A).

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
  • [文献書誌] Masahiro Ichikawa, Tohru Takamatsu, Naoki Shindoh: "Influence of Crack Growth Characteristics on Effects of Proof Testing of Ceramics" Trans. JSME (Ser. A).

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より

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公開日: 1993-03-16  

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