| 研究概要 |
実際の摩耗現象をシミュレーションするために,繰返し塑性構成式を組み込んだ有限要素法を用い,セラミックコーティング材の繰返し接触変形解析を行い,コーティング層と基材との界面において応力,ひずみの不連続が生じ,これらがコーティング層の剥離現象の原因となると考えられた.この結果の検証のため実際の摩耗試験を行った結果,コーティングなしの試験片と比較してコーティング材の耐摩耗性は著しく改善され,またその寿命はコーティング層の剥離寿命により決定されることも確認され,セラミックコーティング材の耐摩耗性はコーティング層の剥離寿命を評価することに相当することがわかった.また,コーティング材の耐摩耗性に対してコーティング加工条件の影響も非常に大きいことも明らかになり、総合的な耐摩耗評価にはこれらの要因も含める必要がある.このようにセラミックコーティング材の摩耗は接触表面での凝着摩耗ではなく,材料内部での疲労摩耗が主な原因である.よってこれまで行ってきた計算機シミュレーションを実際の摩耗現象と結びつけるために,基材の疲労挙動と摩耗挙動の関係について検討を行った.つまり,疲労摩耗によって材料の摩耗が発生しはじめる繰返し回数が疲労試験によって予測できると考え,基材の疲労試験を行い,その結果と計算機シミュレーション結果から摩耗発生回数の予測を試み,実際の摩耗試験から得られた結果と予測結果の比較を行い,疲労摩耗寿命推定法の適用性について検討した.これらの結果より,塑性ひずみ仕事密度というパラメータを用いることで,材料の疲労寿命を統一的に表すことができることがわかり,これを用いて推測された疲労摩耗寿命は,実際の摩耗実験結果とかなり近い値となった。このことから,基材の受ける塑性ひずみ仕事密度をパラメータとして疲労寿命,疲労摩耗寿命を表せることがわかった.
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