| 研究概要 |
本年度には,単結晶超合金CMSX-2単結晶超合金を用いて,引張・圧縮-繰返しねじりのクリープ疲労試験を実施した.試験はひずみ制御,1273K,大気中で10分間のひずみ保持試験を実施した.併せて,結晶すべりを用いた単結晶超合金の非弾性解析を行うための有限要素法解析プログラムの開発を行った.得られた主要な結論以下の通りである.
(1)CMSX-2単結晶超合金の中空円筒試験片(外形8mm, 内径5mm)を用いて,
10分間のひずみ保持を伴うクリープ疲労試験を引張・圧縮および繰返しねじりで実施した.クリープ疲労寿命は引張・圧縮に比べて繰り返しねじりのクリープ疲労寿命が著しく小さかった.この原因は弾性定数の異方性によって,繰返しねじりの方が引張・圧縮に比べて著しく大きな応力が負荷されることによることが判明した.
(2)ひずみ保持期間中の応力緩和挙動は引張・圧縮と繰返しねじりとでは異なった挙動となった.応力弛緩の初期応力は弾性定数の異方性の影響から前者の方が後者に比べて小さかった.また,応力緩和量は引張・圧縮の方が繰返しねじりと比べて大きかった.
(3)結晶すべり理論を用いた2次元の弾塑性有限要素法プログラムを開発した.まず,基礎理論式について検討し,結晶塑性理論を構成した.ついで,結晶塑性を用いた有限要素法プログラムを開発した.開発したプログラムは2次元の平面すべりについては十分な精度を有することが判明した.今回開発したプログラムを,次年度以降3次元に拡張してゆく予定である.
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