| 研究分担者 |
渋谷 寿一 東京工業大学, 工学部, 教授 (60016417)
久保 司郎 大阪大学, 工学部, 教授 (20107139)
尾田 十八 金沢大学, 工学部, 教授 (30019749)
小倉 敬二 大阪大学, 基礎工学部, 教授 (70029007)
石川 博将 北海道大学, 工学部, 教授 (80001212)
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| 研究概要 |
1.近年トライボロジー問題に破壊力学を応用することにより接触荷重下のき裂進展挙動の数値解析が可能となってきた.本年度は,熱間圧延加工や接触表面の摩擦が大きい場合に問題となる熱の影響を考慮できる数値解析法を開発し,実際の圧延ロールやセラミックコーティングロールを想定してき裂進展挙動を解析した.
2.圧延ロールのスポーリング損傷に代表されるように接触荷重下の疲労き裂はせん断形で大きく成長することが指摘されてきた.しかし,せん断形疲労き裂進展を実験室レベルで再現することは非常に困難なため,特にワークロール鋼や軸受鋼などの硬い材料のせん断形疲労き裂進展に対する抵抗値はこれまで得られていなかった.本研究では,せん断形疲労き裂進展に対する抵抗値を硬い材料でも測定できる方法を開発し,実際にレール鋼,ワークロール鋼および軸受鋼などの値を測定した.その結果,せん断形の抵抗値は引張形の疲労き裂進展に対する抵抗値より大きいことが明らかになった.
3.高真空や高温環境といった過酷な環境下で使用される高機能軸受の材料として期待されるセラミックスの接触疲労やメカニズムを解明するために,球圧子が平板上を往復するすべり接触応力下で疲労試験を行う機能を有する試験機を開発した.窒化ケイ素を用いた実験によって初期欠陥から進展するき裂の進展挙動を詳細に観察し,さらに球一平板接触応力下の応力分布を用いてき裂進展挙動を力学的に評価した.
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