超高サイクル疲労における内部き裂初期伝播機構の統一的理解

2008 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 18360051
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 機械材料・材料力学
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 中村 孝 北海道大学, 大学院・工学研究科, 教授 (30237408)
• 研究期間 (年度): 2006 – 2008
• キーワード: 疲労 / フラクトグラフィ / 内部起点型破壊 / ODA / 超高サイクル疲労 / 真空

研究概要

超高サイクル疲労の原因である内部起点型破壊において, き裂の初期伝播過程で生じる微細な凹凸状破面(粒状破面)の形成機構を明らかにすることを目的とした. 「粒状破面は, 気体成分の吸着が著しく少ない内部き裂の伝播過程において, き裂新生面が長期間繰返し接触をすることで形成される」という仮説を提案し, 新たに開発した超高真空疲労試験機を用いて, 種々の真空圧力や応力比の下で得られた疲労破面を解析することにより, その検証を試みた. その結果, 内部起点型疲労破壊を生じるチタン合金および高強度鋼において, 上記の仮説が検証され, 内部き裂伝播に及ぼす影響因子が明らかにされた.

研究成果

• [雑誌論文] Effects of vacuum like environment around interior crack on gigacycle fatigue properties (2008)
  • 著者名/発表者名: Nakamura T., Oguma H.
  • 雑誌名: Proceedings of the Materials Science & Technology 2008 Conference MS&T'08(CD-ROM)
  • 査読あり
• [雑誌論文] On the mechanism of very high cycle fatigue in Ti-6Al-4V (2008)
  • 著者名/発表者名: McEvily, A. J., Nakamura, T., Oguma, H., Yamashita, Y., Matsunaga, H. and Endo, M.
  • 雑誌名: Scripta Materialia Vol.59 ページ: 1207-1209
  • 査読あり
• [雑誌論文] 微小き裂のΔKthに及ぼす真空環境の影響 (2008)
  • 著者名/発表者名: 中村孝, 小熊博幸
  • 雑誌名: 日本機械学会M&M2008材料力学カンファレンス講演論文集 (CD-ROM)
• [雑誌論文] Ti-6Al-4V合金における超高サイクル疲労特性の組織依存性 (2008)
  • 著者名/発表者名: 小熊博幸, 中村孝
  • 雑誌名: 日本機械学会M&M2008材料力学カンファレンス講演論文集 (CD-ROM)
• [雑誌論文] SNCM439の内部起点型疲労特性に及ぼす焼もどし温度の影響 (2008)
  • 著者名/発表者名: 池田慎太郎, 中村孝, 小熊博幸, 中村謙介
  • 雑誌名: 日本機械学会2008年度年次大会講演論文集(6) No.08-1 ページ: 207-208
• [雑誌論文] 超高真空中におけるTi-6Al-4Vの疲労き裂伝播特性 (2008)
  • 著者名/発表者名: 脇田実奈, 庄司哲朗, 中村孝, 小熊博幸
  • 雑誌名: 日本機械学会2008年度年次大会講演論文集(6) No.08-1 ページ: 157-158
• [雑誌論文] Ti-6Al-4Vの内部起点型疲労破面における粒状領域の形成因子 (2007)
  • 著者名/発表者名: 中村孝, 山下亮平, 小熊博幸, 脇田実奈, 野口徹
  • 雑誌名: 材料 56巻 ページ: 1111-1117
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Mechanism of Interior-Originating Fatigue of Ti-6Al-4V Based on Crack Growth Behavior in a High Vacuum, Ti-2007 (2007)
  • 著者名/発表者名: Nakamura, T., Oguma, H., Yamashita, R
  • 雑誌名: Science and Technology Vol.2 ページ: 1225-1228
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Study of Interior Crack Growth Process on Ti-6Al-4V Simulated by High Vacuum Fatigue Tests (2007)
  • 著者名/発表者名: Nakamura, T., Oguma, H., Horikawa, N.
  • 雑誌名: Proceedings of the 4th Japan-Taiwan Workshop on Mechanical and Aerospace Engineering ページ: 332-339
• [雑誌論文] Ti-6Al-4Vの内部起点型疲労破面における粒状領域の形成因子 (2006)
  • 著者名/発表者名: 中村孝, 山下亮平, 小熊博幸, 野口徹
  • 雑誌名: 第28回疲労シンポジウム講演論文集 ページ: 41-44
• [学会発表] Ti-6Al-4Vの内部起点型疲労破面における粒状領域の形成因子 (2008)
  • 著者名/発表者名: 中村孝, 山下亮平, 小熊博幸, 野口徹
  • 学会等名: 第28回疲労シンポジウム
  • 発表場所: 名古屋市中小企業振興会館, 名古屋
  • 年月日: 2008-10-19
• [学会発表] 微小き裂のΔK_<th>に及ぼす真空環境の影響 (2008)
  • 著者名/発表者名: 中村孝, 小熊博幸
  • 学会等名: 日本機械学会M&M2008材料力学カンファレンス
  • 発表場所: 立命館大学, 草津
  • 年月日: 2008-09-18
• [学会発表] Ti-6Al-4V合金における超高サイクル疲労特性の組織依存性 (2008)
  • 著者名/発表者名: 小熊博幸, 中村孝
  • 学会等名: 日本機械学会M&M2008材料力学カンファレンス
  • 発表場所: 立命館大学, 草津
  • 年月日: 2008-09-18
• [学会発表] SNCM439の内部起点型疲労特性に及ぼす焼もどし温度の影響 (2008)
  • 著者名/発表者名: 池田慎太郎, 中村孝, 小熊博幸, 中村謙介
  • 学会等名: 日本機械学会2008年度年次大会
  • 発表場所: 横浜国立大学, 横浜
  • 年月日: 2008-08-06
• [学会発表] 超高真空中におけるTi-6Al-4Vの疲労き裂伝播特性 (2008)
  • 著者名/発表者名: 脇田実奈, 庄司哲朗, 中村孝, 小熊博幸
  • 学会等名: 本機械学会2008年度年次大会
  • 発表場所: 横浜国立大学, 横浜
  • 年月日: 2008-08-05
• [学会発表] A Mechanism of Interior-Originating Fatigue of Ti-6Al-4V Based on Crack Growth Behavior in a High Vacuum (2008)
  • 著者名/発表者名: Nakamura, T., Oguma, H., Yamashita, R.
  • 学会等名: The 11th World Conference on Titanium
  • 発表場所: Kyoto International Conference Center, Kyoto
  • 年月日: 2008-06-05
• [学会発表] A Study of Interior Crack Growth Process on Ti-6Al-4V Simulated by High Vacuum Fatigue Tests (2007)
  • 著者名/発表者名: Nakamura, T., Oguma, H., Horikawa, N.
  • 学会等名: The 4th Japan-Taiwan Workshop on Mechanical and Aerospace Engineering
  • 発表場所: The Prince Hakone, Hakone.
  • 年月日: 2007-10-30
• [学会発表] Effects of vacuum like environment around interior crack on gigacycle fatigue properties (2007)
  • 著者名/発表者名: Nakamura T., Oguma H.
  • 学会等名: Materials Science & Technology 2008 Conference, MS&T'08Invited
  • 発表場所: David L. Lawrence Convention Center, Pittsburgh, USA
  • 年月日: 2007-10-07
• [学会発表] 内部き裂進展を模擬するための超高真空疲労試験機の開発 (2007)
  • 著者名/発表者名: 庄司哲朗, 中村孝, 竹内幸雄
  • 学会等名: 日本機械学会2007年度年次大会
  • 発表場所: 関西大学, 大阪
  • 年月日: 2007-09-11