| 研究課題/領域番号 |
02555020
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| 研究種目 |
試験研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
材料力学
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
石川 博將 北海道大学, 工学部, 教授 (80001212)
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| 研究分担者 |
藤木 裕行 北海道大学, 工学部, 助手 (80238550)
内田 猛 (株)東芝, 重電技術研究所, 主幹
佐々木 克彦 北海道大学, 工学部, 講師 (90215715)
但野 茂 北海道大学, 工学部, 助教授 (50175444)
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| 研究期間 (年度) |
1990 – 1992
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| キーワード | 摩耗機構 / ころがり-すべり接触 / 繰返し塑性 / 塑性構成式 / 有限要素法 / セラミックス・コーティング / レーザースペックル |
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| 研究概要 |
1.摩耗機構の数値シミュレーションころがり-すべり接触時における被接触材料の変形挙動には繰返し塑性変形によるラチェット現象が重要であることが判明した。よってその現象を解析するために、研究代表者が提案している繰返し塑性構成式を有限要素法に組み込み、シミュレーションを行った。その結果、繰返し接触によって生じるラチェット現象により、接触表面近傍でせん断塑性ひずみが蓄積されていくことが判明した。つまり、基材摺動面近傍では累積塑性仕事が最大となり、この位置と摩耗粉の原因となるクラックの発生点が対応すると予想される。また、被接触材料の種類、摩擦係数の違いなどにより、変形、応力およびひずみの分布は著しく異なることが分かった。
2.セラミックス・コーティング材の変形挙動解析セラミックス・コーティング材の変形挙動をより高精度に解析するための有限要素モデルを作成し、解析を行った。その結果、コーティングを厚くするほど変形量は小さくなりその効果は期待できるが、コーティングを厚くしすぎると逆にコーティングと基材の界面に応力集中が生じ、コーティング界面近傍の挙動が新たな問題となる可能性があることが分かった。
3.摩耗試験・評価法の検討摩耗評価法の検討を行った結果、接触面の変位量には圧縮荷重による塑性変形量と摩耗粉の発生による基材の摩滅の両者含まれる。これらの発生メカニズムは別々なものとしてとらえて評価する必要性を見出した。また、コーティングを施した接触面の摩耗評価法としてレーザースペックルによる評価を応用できそうである。これについては今後も継続して検討を進める。
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