| 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。最終年度である本年度は,以下の研究項目を実施し,これまでの研究を発展させ,次世代キャビテーション・ショットレス・ピーニングの構築を図った。
1.キャビテーション衝撃力の負荷応力分布の制御
本ピーニングによるピーニング効果の最大の支配因子は衝撃力であり,その個々の衝撃力の制御のために,種々の条件でピーニングを行い,衝撃力によって生じた塑性変形ピットの形状を観察した。本ピーニングでは,低速水噴流を噴射してその中心部に高速水噴流を噴射しているが,低速水噴流の流速を変えることにより,塑性変形ピットの形状が著しく変化することに着目し,低速水噴流ならびにスタンドオフ距離によりキャビテーション衝撃力の負荷応力分布の制御に成功した。さらに負荷応力分布を制御したキャビテーション・ショットレス・ピーニングにより従来よりも疲労強度を向上できることを平面曲げ疲労試験機を用いて実証した。
2.最適加工条件の解明
上記の結果を踏まえ,キャビテーション・ショットレス・ピーニングの主要パラメータである低速水噴流ならびにスタンドオフ距離の最適化を行った。さらに加工速度を変えて加工した試験片の残留応力の計測を行うとともに,疲労試験を実施して最適加工速度を明らかにした。
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