| 研究課題/領域番号 |
16K05978
|
|---|
| 研究機関 | 神戸大学 |
|---|
研究代表者 |
田中 拓 神戸大学, 工学研究科, 准教授 (80236629)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
|
| キーワード | 機械材料・材料力学 / 構造・機能材料 / マイクロマシン / 金属物性 / 引張圧縮疲労 |
|---|
| 研究実績の概要 |
本研究は，マイクロマシンやMEMSにおいて用いられる極微小断面を有する金属マイクロエレメントを想定し，その疲労寿命と疲労破壊特性を明らかにするために，従来行われていた曲げ疲労試験に替わり，新たに極微小断面試験片に対する引張圧縮疲労試験法を開発することを目的としている．
微小断面の金属細線に対して疲労試験を行うことができる微小疲労試験システムを構築し，および圧縮応力時に座屈せず引張圧縮疲労試験を行うことができる試験片作製方法の開発に取り組んでいる．
試験片つかみ部からの破壊を防ぐために，試験片はやや太めの金属線から，電解研磨加工により中央部に微小な最小断面部を設けることにした．まず，金属線の一端を保持した状態でぶら下げ，もう一端を電解研磨液に漬け，金属線を上下に動かすことで特定部分の電解研磨を促進し，微小な最小断面部を設ける手法を検討した．この場合，作製した試験片を電解研磨装置から取り外して疲労試験機にセットするまでに最小断面部が曲げ損傷を受けないようにする点が問題となった．結果，この方法では，最小断面径が約100μm程度までは試験片作製が可能であったが，それ未満の最小断面径では曲げ損傷を防ぐことが困難であった．この方法で，純鉄細線に対して線径を100～700μmの範囲で変えて疲労試験を行い，S-N曲線を得ることができた．曲げ疲労試験では，塑性変形によって表面の最大応力が不明であり，S-N曲線を得ることができなかったので，これを克服したことは本研究の成果である．
しかし，最小断面径100μm程度というのは十分に微小な断面のマイクロエレメントとは言えないので，より小さな最小断面径の試験片での疲労試験を可能にすることに取り組んでいる．現在，金属線を先に疲労試験機にセットしてから両端のつかみ部の間を電解研磨する手法を試みているが，いまだ試行錯誤中である．
|
| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
最小断面径100μm未満の微小試験片の作製について，試行錯誤が長引いている．金属線を先に疲労試験機にセットしてしまってから電解研磨する方法で，最小断面径100μm未満の微小試験片の作製は可能となったが，疲労試験機にセットしたままの状態だと最小断面径を測定しながら目標とする寸法にきっちり合わせることが難しく，対策を講じている．
|
| 今後の研究の推進方策 |
最小断面径100μm未満の微小試験片の作製について，上記の問題点を解決することが第一である．電解研磨しながら最小断面部の寸法をIn-situで測定できるマイクロスコープシステムの導入することが有力な方法と考えている．その上で引張圧縮疲労試験を行えるようにするのが目標である．
また，引張圧縮疲労試験の結果を従来の曲げ疲労試験のものと比較し，本手法の有用性を発表できるよう推進する．
|
| 次年度使用額が生じた理由 |
最小断面線径が100μm未満の試験片作製法を試行錯誤する過程で，有力な改善法に必要な装置の決定・購入が年度内に間に合わなかったため，次年度使用額が生じた．この分は上記装置の購入にあてることとし，翌年度分の使用計画には影響しない．
|
