| 研究課題/領域番号 |
18560073
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
機械材料・材料力学
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| 研究機関 | 電気通信大学 |
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研究代表者 |
越智 保雄 電気通信大学, 電気通信学部, 教授 (70017416)
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| 研究分担者 |
松村 隆 電気通信大学, 電気通信学部, 准教授 (00251710)
政木 清孝 沖縄工業高等専門学校, 機械システム工学科, 准教授 (30323885)
柿内 利文 電気通信大学, 電気通信学研究科, 助教 (20452039)
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| 研究期間 (年度) |
2006 – 2007
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| キーワード | レーザピーニング処理 / 疲労強度信頼性向上 / 疲労き裂進展抑制 / 機械・構造部材 / μCT技術 / き裂形状観察 / 圧縮残留応力 / 加工硬化層 |
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| 研究概要 |
各種機械・構造部材に対して高機能性付与によって疲労強度信頼性を向上することは、省資源、軽量化、省エネルギ化及び高効率化に有益である。そのため、本研究では各種機械・構造部材に対してレーザピーニング(LP)処理を施して、疲労強度信頼性向上を目指すこと、及びそれらの向上のメカニズムを明らかにすることを目指した。LP処理は水中で保護被膜を用いない低エネルギのYAGレーザを用いた。用いた材料は原子力構造部材のオーステナイト系ステンレス鋼、自動車用鋳造アルミニウム合金及び高強度工具鋼などで、それらの材料に対してLP処理を実施して疲労強度向上の確認を行うとともに、疲労き裂の発生、進展への抑制効果を検討した。得られた主な結果を要約すると以下となった。
1.各種部材の全てにおいてLP処理による疲労強度向上効果が確認された。それらの効果はLP処理によって材料表面層への圧縮残留応力及びひずみ硬化による加工硬化層の導入によるものであることが明らかとなった。
2.オーステナイト系ステンレス鋼及び鋳造アルミニウム合金に対して、疲労予き裂材にLP処理を施すことにより、き裂進展への抑制効果が確認された。これらの抑制効果の原因はLP処理によって、き裂先端への圧縮残留応力の導入とき裂先端近傍の塑性変形によるき裂先端閉口効果であることが明らかとなった。
3.鋳造アルミニウム合金に対して大型放射光設備(Spring-8)を利用してμCT技術によって、部材の表面き裂内部の形状を非破壊的、かつ三次元的に観察することが可能であることを明らかとした。
以上の得られた研究成果は、守株の機械・構造部材の軽量化や疲労教祖信頼性向上の確立に有責な成果であり、ひいては省資源、省エネルギー化及び各種機械・構造物の高効率化につながるものと期待できる。
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