信頼性工学的手法に基づくセラミックス部材の強度確認試験方法の開発

1993 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 04555028
• Research Institution: The University of Electro-Communications
• Principal Investigator: 市川 昌弘 電気通信大学, 電気通信学部, 教授 (80017334)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 岡部 永年 株式会社東芝, 重電技術研究所, 主管 ; 松村 隆 電気通信大学, 電気通信学部, 助手 (00251710) ; 高松 徹 電気通信大学, 電気通信学部, 講師 (00106890)
• Keywords: セラミックス / セラミック軸受 / 窒化硅素 / 強度確認試験 / 信頼性工学

Research Abstract

本研究は信頼性工学的手法に基づいたセラミックス部材の強度確認試験方法の開発を目的としたもので,本年度は3年継続の2年目である.計画に従い,本年度も具体的対象としてセラミックス軸受球を取り上げた.本年度の主な研究成果は次の通りである.
1.直径3/8インチのHIP焼結窒化硅素軸受球の圧砕試験で得られたリングクラック発生荷重のデータに検討をくわえ,曲げ強度のデータと有効面積の概念からリングクラック発生強度を予測できるか否かをしらべた.これより,リングクラック発生強度は有効面積の概念を用いて曲げ強度と関係づけることは困難であることがわかった.
2.直径3/8インチのHIP焼結窒化硅素軸受球の転がり疲労試験で発生した剥離の形態と深さを光学顕微鏡及びレーザー顕微鏡を用いて詳細にしらべ,剥離の多くは内部から発生したと思われること,剥離の起点は剥離の最深部とは一般に異なること、剥離の最深部の深さはヘルツ理論による動的最大せん断応力の発生位置の深さよりも一般に大きいこと,剥離の最深部の深さは転がり疲労寿命とは相関がないこと等の結果を得た.
3.セラミックス軸受球の転がり疲労寿命の本質を明らかにするために,鋼平板とセラミックス球の組み合わせによる転がり疲労試験の他に,セラミックス平板上を鋼球が転動する実験も行うこととし,セラミックス平板と鋼球の組み合わせによる転がり疲労試験を開始した.
4.前年度と今年度の研究成果に基づいて,強度確認試験の方法を検討した.

Research Products

• [Publications] 市川昌弘: "窒化硅素軸受球の転がり疲労特性" 材料(日本材料学会誌). 42. 1406-1411 (1993)
• [Publications] 市川昌弘: "信頼性設計における信頼度と信頼水準の統合の試み" 日本機械学会第3回設計工学・システム部門講演会講演論文集. NO.930-27. 150-154 (1993)
• [Publications] 市川昌弘: "窒化硅素軸受球の圧砕強度・転がり疲労寿命と信頼性" 日本機械学会第71期全国大会講演論文集(G). NO.930-63. 43-45 (1993)
• [Publications] 市川昌弘: "信頼度と信頼水準を規定した設計応力の決定に関する考察" 日本機械学会平成5年度材料力学部門講演会講演論文集. NO.930-73. 671-674 (1993)