せん断型微小疲労き裂進展抵抗に基づく軸受材料評価と強度設計法の提案

2012 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 22560092
• 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: 福岡大学
• 研究代表者: 遠藤 正浩 福岡大学, 工学部, 教授 (30168835)
• 研究分担者: 柳瀬 圭児 福岡大学, 工学部, 准教授 (20580187) ; 松永 久生 九州大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (80346816)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2012
• キーワード: 疲労 / 軸受 / 材料評価 / 強度設計法

研究概要

軸受の損傷は転がり疲労によるフレーキング(表面はく離)で起こる。本研究では,軸受の強度を決定づけている1mm未満の微小なせん断型疲労き裂の進展挙動を定量的に調査した.その結果,日本製軸受で多用されている標準的なマルテンサイト組織と欧州で主流のベイナイト組織の強度面での優劣の差がないことを確認した。また,き裂面干渉が進展抵抗としてせん断型き裂の進展に大きな影響を及ぼすことを明らかにして,新しい強度設計のための評価式を提案した。

研究成果

• [雑誌論文] Analysis of the Notch Effect in Fatigue (2012)
  • 著者名/発表者名: K.Yanase and M.Endo
  • 雑誌名: Journal of ASTM International 巻: 9 ページ: 4
  • DOI: DOI:10.1520/JAI103944
  • 査読あり
• [雑誌論文] Designing of a Testing Machine For SHEAR-MODE Fatigue Crack Growth (2012)
  • 著者名/発表者名: A.Kusaba, S.Okazaki, M.Endo and K.Ya nase
  • 雑誌名: International Journal of Modern Ph ysics: Conference Series (AMDP 2011) 巻: 6 ページ: 318-323
  • DOI: DOI:10.1142/S2010194512003376
  • 査読あり
• [雑誌論文] Pred iction for Fatigue Crack Growth in N otched Plates (2012)
  • 著者名/発表者名: K.Shojima, K.Yanase and M.Endo
  • 雑誌名: International Journal of Modern Physics: Conference Series (AMDP 2011) 巻: 6 ページ: 269-274
  • DOI: DOI: 10.1142/S2010194512003297
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hig h-cycle fatigue threshold behaviors in notched plates (2012)
  • 著者名/発表者名: K.Yanase, K.Shojima and C.Ogata
  • 雑誌名: Int. J. Damage Me chanics
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of crack size and crac k face interference on shear fatigue crack growth in a bearing steel (2011)
  • 著者名/発表者名: N.Shomura, K.Yanase, H.Matsunaga, M.Endo
  • 雑誌名: Ad vanced Materials Research 巻: 275 ページ: 15-18
  • DOI: DOI:10.4028/www.sci entific.net/AMR.275.15
  • 査読あり
• [雑誌論文] An Analysis of Fatigue Strength of Notched Components (2011)
  • 著者名/発表者名: T.Shingo, K.Yanase, H.Matsunaga andM.Endo
  • 雑誌名: AdvancedMaterials Research 巻: 275 ページ: 43-46
  • DOI: DOI:10.4028/www.scientific.n et/AMR.275.43
  • 査読あり
• [雑誌論文] On a Mechani sm for VHCF (2011)
  • 著者名/発表者名: A.J.McEvily and M.Endo
  • 雑誌名: Proceedings of Fifth In ternational Conference on Very High Cycle fatigue ページ: 139-144
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fatigue Crac k Growth from Small Defects under Ou t-of-phase Combined Loading (2011)
  • 著者名/発表者名: M.Endo and A.J.McEvily
  • 雑誌名: Engieer ing Fracture Mechanics 巻: 78/6 ページ: 1529-1541
  • DOI: DOI:10.1016/j.engfra ctmech.2010.12.011
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Modified LEFM Approach for the Prediction of the Notch Effect i n Fatigue (2011)
  • 著者名/発表者名: M.Endo, K.Yanase, S.Ikeda and A.J.McEvily
  • 雑誌名: Collected Proceedings ofT MS 2011, 140th Annual Meeting & Exhi bition 巻: 2 ページ: 667-674
  • 査読あり
• [雑誌論文] Shear mode threshold for a sm all fatigue crack in a bearing steel (2010)
  • 著者名/発表者名: H.Matunaga, N.Shomura, S.Muramoto, M.Endo
  • 雑誌名: Fatigue & Fracture of EngineeringMaterials & Structures 巻: 34 ページ: 72-82
  • 査読あり
• [雑誌論文] Interference of Crack Fac es and Shear-Mode Fatigue Crack Threshold in a Bearing Steel (2010)
  • 著者名/発表者名: N.Shomura, D.Koyanagi, H.Matsunaga a nd M.Endo
  • 雑誌名: Multiscali ng of Synthetic and Natural Systems with Self-Adoptive Capability ページ: 153-156
  • 査読あり
• [雑誌論文] Prediction of Fatigue Notch Effects in Plates with an Elliptical Hole (2010)
  • 著者名/発表者名: T.Shingo, M.Endo, K.Yanase and A.J.M cEvily
  • 雑誌名: Multiscaling of Synthetic and Natural Systems with Self-Adoptive C apability ページ: 173-176
  • 査読あり
• [雑誌論文] The influenc e of Combined Loading on Fatigue Crack Growth from Small Defects (2010)
  • 著者名/発表者名: M.Endo and A.J.McEvily
  • 雑誌名: Procee dings of the 9th International Confe rence on Multiaxial Fatigue and Frac ture ページ: 615-622
  • 査読あり
• [学会発表] Effect of occasional shear loading on fatigue crack growth in 7075 aluminum alloy (2012)
  • 著者名/発表者名: M.Makizaki, H.Matsunaga, K.Yanase an d M.Endo
  • 学会等名: The 8th Interna tional Forum on Advanced Materials S cience and Technology (IFAMST-2012)
  • 発表場所: Fukuoka Institute of Technology, Fukuoka
  • 年月日: 20120801-04
• [学会発表] Estimation for fatigue behavior of notc hed plate with mean stress effect (2012)
  • 著者名/発表者名: C.Ogata, K.Shojima and K.Yanase
  • 学会等名: T he 8th International Forum on Advanc ed Materials Science and Technology (IFAMST-2012)
  • 発表場所: Fuku oka Institute of Technology, Fukuoka
  • 年月日: 20120801-04
• [学会発表] A p robabilistic study on fatigue thresh old behaviors (2012)
  • 著者名/発表者名: K.Yanase, C.Ogata and K.Shojima
  • 学会等名: 2012 Joint Conferenceof the Engineering Mechanics Instit ute and the 11th ASCE Joint Specialt y Conference on Probabilistic Mechan ics and Structural Reliability
  • 発表場所: University of Nortre Dame, Notre Dame, IN, USA
  • 年月日: 20120617-20
• [学会発表] せん断型疲労き裂進展試験法の改良 (2012)
  • 著者名/発表者名: 岡崎三郎,草場敦司,遠藤正浩
  • 学会等名: 日本材料学会第61期学術講演会
  • 発表場所: 岡山大学
  • 年月日: 20120525-27
• [学会発表] 切欠きを有する板の疲労限度と停留き裂寸法予測 (2012)
  • 著者名/発表者名: 正島健司,緒方千尋,柳瀬圭児,遠藤正浩
  • 学会等名: 第61回理論応用力学講演会(NCTAM2011)
  • 発表場所: 東京大学生産技術研究所
  • 年月日: 20120307-09
• [学会発表] Fatigue limit of T-6Al-4V alloy containing small def ects (2012)
  • 著者名/発表者名: M.Endo, H.Matunaga
  • 学会等名: Expert Workshop on Corrosion-F atigue Damage and Life Prediction in Steam Turbine Blades
  • 発表場所: Boston, USA
  • 年月日: 2012-07-19
• [学会発表] Shear-mode fatigue cracks fr om inclusions (2011)
  • 著者名/発表者名: S.Okazaki, K.Yanase, H.Matsunaga and M.Endo
  • 学会等名: Third International S ymposium on Computational Mechanics (ISCM III), Second Symposium on Comp utational Structural Engineering (CS E II)
  • 発表場所: Taipei, Tai wan
  • 年月日: 20111205-07
• [学会発表] Fati gue behaviors in plate with an elli ptical hole (2011)
  • 著者名/発表者名: K.Shojima, K.Yanase and M.Endo
  • 学会等名: Third International Sym posium on Computational Mechanics (I SCM III), Second Symposium on Computational Structural Engineering (CSE II)
  • 発表場所: Taipei, Taiwa n
  • 年月日: 20111205-07
• [学会発表] Predi ction for fatigue crack behavior und erbiaxial loading (2011)
  • 著者名/発表者名: K.Yanase, M.Endo, H.Matsunaga
  • 学会等名: International Con ference on Advanced Technology in Ex perimental Mechanics (ATEM'11)
  • 発表場所: Kobe
  • 年月日: 20110919-21
• [学会発表] Designing of a Testing Machine for Shear Mode Fatigue Crack Growth (2011)
  • 著者名/発表者名: A.Kusaba, S.Okazaki, M.Endo and K.Ya nase
  • 学会等名: 6th International Conference on Adv anced Materials development and Perf ormance
  • 発表場所: Tokushim aUniverisity, Tokushima
  • 年月日: 20110715-18
• [学会発表] Pred iction for Fatigue Crack Growth in N otched Plates (2011)
  • 著者名/発表者名: K.Shojima, K.Yanase and M.Endo
  • 学会等名: 6th International Con ference on Advanced Materials develo pment and Performance
  • 発表場所: TokushimaUniverisity, Tokushim a
  • 年月日: 20110715-18
• [学会発表] せん断モード疲労き裂進展試験について (2011)
  • 著者名/発表者名: 遠藤正浩,草場敦司,岡崎三郎,柳瀬圭児,森山茂章,松永久生
  • 学会等名: 日本機会学会M&M2011(材料力学カンファレンス)
  • 発表場所: 九州工業大学
  • 年月日: 20110715-18
• [学会発表] On a Mechani sm for VHCF (2011)
  • 著者名/発表者名: A.J.McEvily and M.Endo
  • 学会等名: 5th Int. Conf. on Very High Cycle Fatigue
  • 発表場所: Berlin
  • 年月日: 20110628-0703
• [学会発表] Shear-mode Propag ation Threshold for Small Cracks in VHCF (2011)
  • 著者名/発表者名: 遠藤正浩 , 松永久生
  • 学会等名: SPP 1466 Meeting in Berlin (In vited lecture for the 1466 committee)
  • 発表場所: Steinberg er Hotel Berlin
  • 年月日: 20110628-0701
• [学会発表] Analysis of not ch effect in fatigue (2011)
  • 著者名/発表者名: K.Yanase and M.Endo
  • 学会等名: 11th Internati onal ASTM/ESIS Symposium on Fatigue and Fracture Mechanics
  • 発表場所: Marriott Anaheim; Anaheim, C A,USA
  • 年月日: 20110518-20
• [学会発表] A Modified LEFM Approach fo r the Prediction of the Notch Effect in Fatigue, TMS 2011 (2011)
  • 著者名/発表者名: M.Endo, K.Yanase, S.Ikeda and A. J.McEvily
  • 学会等名: 140th Annual M eeting & Exhibition
  • 発表場所: San Diego, CA, USA
  • 年月日: 20110227-0303
• [学会発表] Behav ior of small fatigue cracks under cy clic torsion combined with static co mpression (2011)
  • 著者名/発表者名: A.Kusaba, K.Yanase and M.Endo
  • 学会等名: The 8th Korea-Japan Joint Symposium on Composite Materials
  • 発表場所: Changwon, Korea
  • 年月日: 2011-11-17
• [学会発表] Effects of crack size and crack face interference on shear fatigue c rack growth in a bearing steel (2010)
  • 著者名/発表者名: N.Shomura, K.Yanase, H.Matunaga, M.Endo
  • 学会等名: Inte rnational Conference on Structural I ntegrity and Failure (SIF2010)
  • 発表場所: The University of Auckl and, Auckland, New Zealand
  • 年月日: 20100704-07
• [学会発表] An Analysis of Fatigue Strength of Notched Components (2010)
  • 著者名/発表者名: T.Shingo, K.Yanase, H.Matunaga, M.En do
  • 学会等名: International Conference on Structural Integrity and Failure (SIF 2010)
  • 発表場所: The University of Auckland, Auc kland, New Zealand
  • 年月日: 20100704-07
• [学会発表] The influenc e of Combined Loading on Fatigue Cra ck Growth from Small Defects (2010)
  • 著者名/発表者名: M.Endo and A.J.McEvily
  • 学会等名: 9th In t. Conf. on Multiaxial Fatigue andFr acture
  • 発表場所: Parma, Ital y
  • 年月日: 20100607-09
• [産業財産権] 正逆微動回転軸受 (2012)
  • 発明者名: 遠藤正浩,森山茂章
  • 権利者名: 学校法人福岡大学
  • 産業財産権番号: 特許,特願 2012-187847
  • 出願年月日: 2012-08-28
• [産業財産権] 軸体支持装置 (2010)
  • 発明者名: 遠藤正浩
  • 権利者名: 学校法人福岡大学
  • 公開番号: 特許,特開 2011-180089
  • 出願年月日: 2010-03-03