| 研究概要 |
本研究では,キャビテーション気泡の崩壊時に生じる衝撃力を有効利用して汎用の機械部品を高強度化するキャビテーション・ショットレス・ピーニングの構築を目的とし,従来の水中キャビテーション噴流よりも加工能力が大きく,また水を満たした水槽が必要ない気中キャビテーション噴流を利用して,キャビテーション衝撃力の負荷応力分布に着目して研究を遂行する。初年度の知見を踏まえ,第2年度は以下の研究項目を実施した。
1.キャビテーション衝撃力の負荷応力分布の解明 本ピーニングのモニタリング法を確立するために,レーザドップラ式非接触振動計により非接触で加工物の振動を計測し,PVDFフィルムによる衝撃力の計測結果との相関を明らかにした。
2.負荷応力分布と表面改質効果の解明 本ピーニングにより加工した塑性変形ピットの形状を詳細に計測して,本ピーニングにおける個々の衝撃力の負荷応力分布を明らかにした。
3.機械要素の表面改質への展開 機械要素のピーニングに用いられている従来技術であるショット・ピーニングと本ピーニングにづいての相関を考慮して,圧縮残留応力の導入,疲労強度向上の観点から,同一の試験片を用いて比較を行い,両ピーニングの相違を明らかにした。圧縮残留応力の導入とピーニング加工時間との関係を明らかにするために,ピーニングによる塑性変形ピットの大きさを考慮したシミュレーションを行い,実験により計測した圧縮残留応力の経時変化を解明して,その最適加工時間を明らかにした。
4.トライボロジー分野への展開 本ピーニングによるトライボロジー分野への展開を図るために,ジェットエンジンの部材でフレッチング損傷を生じているチタン合金について,本ピーニングによる応用の可能性を明らかにするために,残留応力を計測し,チタン合金への圧縮残留応力導入を実証した。
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