損傷指標の同定に基づく浸炭歯車の荷重伝達と寿命の保証法

2010 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 20360071
• 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: 設計工学・機械機能要素・トライボロジー
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 増山 知也 鶴岡工業高等専門学校, 機械工学科, 准教授 (80282094)
• 研究分担者: 井上 克己 鶴岡工業高等専門学校 (90005554) ; 山中 将 鶴岡工業高等専門学校 (20292229) ; 成田 幸仁 鶴岡工業高等専門学校 (90431519) ; 嚴 祥仁 鶴岡工業高等専門学校 (20551576)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2010
• キーワード: 機械要素 / 歯車 / 信頼性設計 / 損傷力学 / ひずみ

研究概要

歯車装置においては,損傷確率を評価し,信頼性を考慮に入れて寿命を推定する設計が必要である.そのため,本研究ではまず繰り返し荷重を受ける平板試験片を用いて,ひずみの蓄積を計測し,有効応力と損傷変数変化率の関係として整理した.ここでのひずみ計測には画像相関法を用いており,その精度向上のための表面塗装処理法の考案と,分解能向上のためプログラムの改良を行った.さらに,有効応力と損傷変数の関係を利用して,浸炭歯車の余寿命を推定するシミュレーション法を考案した.

研究成果

• [雑誌論文] Estimation of fatigue life of carburized gear tooth based on damage mechanics (2010)
  • 著者名/発表者名: T.Masuyama, R.Tamura, K.Inoue, M.Yamanaka, Y.Narita
  • 雑誌名: International Conference on Gears 2010, VDI-Berichte Nr.2108 ページ: 831-842
• [雑誌論文] Estimation of Fatigue Life of Carburized Gear Tooth Based on Strain Measurement by Image Processing and Damage Mechanics (2009)
  • 著者名/発表者名: Tomoya Masuyama, Takuya Ikeda, Ryo Tamura, Yukihito Narita, Katsumi Inoue
  • 雑誌名: Proceedings of the JSME International Conference on Motion and Power Transmissions-MPT2009-Sendai- No.09-203 ページ: 344-349
• [学会発表] 画像相関法によるサブピクセル精度の変形計測 (2011)
  • 著者名/発表者名: 佐藤健夫
  • 学会等名: 日本機械学会東北学生会第41回卒業研究発表講演会
  • 発表場所: 岩手大学
  • 年月日: 2011-03-03
• [学会発表] VIRTUAL ENGINEERING IN THE STRENGTH DESIGN OF POWER TRANSMISSION GEARS (2010)
  • 著者名/発表者名: 井上克己
  • 学会等名: TMCE 2010 Symposium
  • 発表場所: Universita Politecnica Delle Marche
  • 年月日: 2010-04-14
• [学会発表] 損傷力学に基づく浸炭歯車の疲労寿命の推定 (2010)
  • 著者名/発表者名: 田村諒
  • 学会等名: 日本機械学会東北支部第45期総会講演会
  • 発表場所: 東北大学
  • 年月日: 2010-03-12
• [学会発表] 画像相関法によるひずみ計測における処理速度の向上 (2009)
  • 著者名/発表者名: 佐藤健夫
  • 学会等名: 日本機械学会東北支部第45期秋期講演会
  • 発表場所: 福島大学
  • 年月日: 2009-09-26
• [学会発表] 損傷力学と画像ひずみ計測に基づく疲労寿命の推定 (2008)
  • 著者名/発表者名: 成田幸仁
  • 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
  • 年月日: 2008-08-04