| 研究概要 |
本テーマは,「粗さを持つすべり接触面の摩耗率の急激な上昇が,表面下の降伏領域のオーダが微小突起レベルから見かけの接触部のレベルへと移るためである」としたBurwell-Strangの摩耗状態の遷移に関する仮説を実験的に検証することを目的とし、下記の試みを行った。
1.まずBurwell-Strangの概念に基づくすべり線場理論解析と比較するため、単一突起に着目し、市販の金属顕微鏡を用いて断面方向の変形を観察する装置を開発した。硬い面にある粗さ突起を模した硬質くさびを軟らかい平滑面に押しつけ,荷重をかけながら相対すべりを行うことにより変形させ、あらかじめ軟かい面の側面にきっておいた格子の変形を観察した。
2.申請者らによるすべり線場モデルによる数値解析結果と有限要素解析結果との比較を行い、モデルによる予測結果と良い一致を示すことがわかった。有限要素解析結果との比較により理論を補正し、遷移圧力条件の推定の高精度化を行った.また垂直応力およびせん断応力がかかる場合の真実接触点分布を数値解析で見積もった。
3.ランダムな粗さ面の接触における遷移圧力を実験的に見積もることを目的に,全反射顕微鏡を用いた真実接触点観察装置を製作した.また,本装置は荷重をかけた状態ですべり運動が可能であるが,まず予備的な実験として,ブラスト加工によるランダムな粗さ面の接触における垂直荷重のみの増加による真実接触点の成長・増加の様子を観察し,遷移圧力推定のための理論の検証実験に用いる性能を十分に持つことを確認した.
なお,今後は,本年度に製作した観察装置を用いて,垂直荷重や粗さやすべりの影響による真実接触点の変化の様子を詳細に調べ,幅広い接触状態に対応できる摩耗状態遷移圧力の推定理論の構築を試みていく.
|
