レーザーピーニング処理を用いた航空機部材の軽量化と疲労安全性向上に関する研究

2010 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 20560068
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 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: 電気通信大学
• 研究代表者: 越智 保雄 電気通信大学, 名誉教授 (70017416)
• 研究分担者: 松村 隆 電気通信大学, 情報理工学部, 准教授 (00251710)
• 連携研究者: 柿内 利文 岐阜大学, 工学部, 助教 (20452039)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2010
• キーワード: レーザーピーニング処理 / 航空機部材 / 疲労強度安全性 / 疲労き裂発生 / 疲労き裂進展

研究概要

主に航空機部材として使用されるAl合金,Ti合金及びステンレス鋼を対象にレーザーピーニング(LP)処理を施し,部材の疲労強度特性向上を図るとともにその向上効果のメカニズムを調査・検討した.用いた全ての材料でLP処理により表面層に高いひずみ硬化と圧縮残留応力が導入され,Al合金及びステンレス鋼と表面粗さを除去したTi合金で高い疲労強度向上特性が得られた.また,Al合金予き裂材ではLP処理によるき裂進展抑制効果確認された.以上の成果などにより,LP処理は疲労強度信頼性向上とそれによる部材の軽量化に有効であることが明らかとなった.

研究成果

• [雑誌論文] 鍛造アルミニウム合金の高サイクル疲労特性における異方性とレーザピーニング処理の影響 (2011)
  • 著者名/発表者名: 越智保雄, 松村隆, 鈴木佑司, 政木清孝, 柿内利文, 佐野雄二, 足立利文
  • 雑誌名: 材料試験技術 第56巻 ページ: 3-10
  • 査読あり
• [雑誌論文] Al合金の軸荷重下における高サイクル疲労強度および疲労き裂進展特性に及ぼすレーザピーニング処理の影響 (2010)
  • 著者名/発表者名: 越智保雄, 松村隆, 五十嵐崇亮, 政木清孝, 柿内利文, 佐野雄二, 足立隆史
  • 雑誌名: 材料 第59巻 ページ: 932-937
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of Laser Peening Treatment without Protective Coating on Axial Fatigue Property of Aluminum Alloy (2010)
  • 著者名/発表者名: 越智保雄, 松村隆, 五十嵐崇亮, 政木清孝, 柿内利文, 佐野雄二, 足立隆史
  • 雑誌名: Procedia Engineering Vol.2 ページ: 491-498
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of Laser Peening Treatment on High Cycle Fatigue and Crack Propagation Behaviors in Austenitic Stainless Steel (2010)
  • 著者名/発表者名: 政木清孝, 越智保雄, 松村隆, 五十嵐崇亮, 佐野雄二
  • 雑誌名: J.of Power and Energy Systems, JSME Vol.4 ページ: 94-104
  • 査読あり
• [雑誌論文] 放射光を利用したマイクロCTによるアルミニウム合金疲労き裂の可視化 (2008)
  • 著者名/発表者名: 佐野雄二, 政木清孝, 越智保雄, 秋田貢一, 梶原堅太郎
  • 雑誌名: 材料 第57巻 ページ: 395-400
  • 査読あり
• [雑誌論文] SUS316Lの疲労特性に及ぼす低温ガス窒化ならびに低温ガス浸炭の影響 (2008)
  • 著者名/発表者名: 政木清孝, 越智保雄
  • 雑誌名: 材料 第57巻 ページ: 563-568
  • 査読あり
• [学会発表] 鍛造アルミニウム合金の高サイクル疲労特性における異方性とレーザピーニング処理の影響 (2011)
  • 著者名/発表者名: 越智保雄, 松村隆, 鈴木佑司, 政木清孝, 柿内利文, 佐野雄二, 足立隆史
  • 学会等名: 第246回材料試験技術シンポジウム
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2011-01-25
• [学会発表] LP処理したTi-6Al-4V合金の疲労特性に及ぼす表面研磨の影響 (2010)
  • 著者名/発表者名: 亀山洋平, 政木清孝, 久森紀之, 佐野雄二, 秋田貢一, 越智保雄
  • 学会等名: 日本機械学会年次大会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2010-09-07
• [学会発表] チタン合金Ti-6Al-4Vの回転曲げ疲労特性に及ぼすレーザピーニング処理の影響 (2010)
  • 著者名/発表者名: 佐々木龍介, 松村隆, 越智保雄, 政木清孝, 酒井達雄, 佐野雄二
  • 学会等名: 日本材料学会第59期総会講演会
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2010-05-23
• [学会発表] Al合金の軸荷重下における高サイクル疲労強度及び疲労き裂進展特性に及ぼすLP処理の影響 (2009)
  • 著者名/発表者名: 越智保雄, 五十嵐崇亮, 薗部祐介, 松村隆, 政木清孝, 柿内利文, 佐野雄二, 足立隆史
  • 学会等名: 日本材料学会第14回破壊力学シンポジウム
  • 発表場所: 沖縄
  • 年月日: 2009-10-23
• [学会発表] レーザピーニングにより改質処理されたチタン合金の疲労特性評価 (2009)
  • 著者名/発表者名: 鈴木博文, 久森紀之, 政木清孝, 佐野雄二, 秋田貢一, 越智保雄
  • 学会等名: 日本材料学会第14回破壊力学シンポジウム
  • 発表場所: 沖縄
  • 年月日: 2009-10-23
• [学会発表] Laser and Shot Peening Effects on High Cycle Fatigue Property in Austenitic Stainless Steel (2009)
  • 著者名/発表者名: 越智保雄, 政木清孝, 松村隆, 佐野雄二
  • 学会等名: The 7^<th> EEUROMECH Solid Mechanics Conference(ESMC2009)
  • 発表場所: Lisbon
  • 年月日: 2009-09-07
• [学会発表] 日本機械学会M&M2009カンファレンス (2009)
  • 著者名/発表者名: 柿内利文, 鈴木佑司, 政木清孝, 越智保雄, 松村隆, 佐野雄二
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2009-07-24
• [学会発表] effects of Laser Peening Treatment on High Cycle Fatigue and Crack Propagation Behaviors in Austenitic Stainless Steel (2009)
  • 著者名/発表者名: 越智保雄, 政木清孝, 松村隆, 五十嵐崇亮, 佐野雄二
  • 学会等名: The 17^<th> Inter. Conf. on Nuclear Enging (ICONE17)
  • 発表場所: Brussels
  • 年月日: 2009-07-12
• [学会発表] Effects of Laser Peening without Coating on Fatigue Properties of Aluminau Alloys for Aeronautics (2008)
  • 著者名/発表者名: Y.Sano, T.Adachi, K.Masaki, Y.Ochi, K.Akita, K.kajiwara
  • 学会等名: Proc. of the 6^<th> Inter. Conf. on Photo-Exited Processes and Applications(ICPEPA2008)
  • 発表場所: Sapporo
  • 年月日: 2008-09-09
• [学会発表] 航空機用展伸アルミニウム合金の軸疲労特性に及ぼすレーザピーニング処理の影響 (2008)
  • 著者名/発表者名: 五十嵐崇亮, 松村隆, 越智保雄, 柿内利文, 佐野雄二, 足立隆史
  • 学会等名: 日本材料学会第57期総会講演会
  • 発表場所: 鹿児島
  • 年月日: 2008-05-24