1997 Fiscal Year Annual Research Report
トライボロジ現象の動的可視化計測のための超高速サーモマイクロスコープの開発
Project/Area Number |
09555031
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Research Institution | Osaka University |
Principal Investigator |
阪上 隆英 大阪大学, 工学部, 助教授 (50192589)
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Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
正田 昌宏 (株)ニコン技術開発本部デバイスセンター, 課長(研究者)
井岡 誠司 大阪大学, 工学部, 助手 (50283726)
小倉 敬二 大阪大学, 基礎工学研究科, 教授 (70029007)
久保 司郎 大阪大学, 工学部, 教授 (20107139)
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Keywords | トライボロジ / 赤外線サーモグラフィ / 接触応力 / 摩擦・磨耗 / 計測 |
Research Abstract |
平成9年度には、高速赤外線サーモグラフィを基礎としたサーモマイクロスコープ計測システムを構築するとともに,これを用いた接触応力分布計測,フレッティング疲労時における接触部近傍の温度分布計測,研削温度計測を行った.これまでに得られた研究成果を以下に示す. (1)高速赤外線サーモグラフィを基礎に,これに温度分布データ処理装置を付加し,接触部およびその近傍の温度分布の高精度計測が可能なシステムを構築した. (2)接触状態にある二つの物体の一方に赤外線透過材料を用いた場合に、接触面の温度分布が赤外線サーモグラフィにより透過材料越しに計測できることを応用して,同手法を接触応力に起因する熱弾性発熱による温度分布計測に適用し,接触応力分布のその場可視化計測法の開発を行った.スタンプ型の平面接触および球面と平面のHertz点接触における接触応力分布の計測を行った.その結果,平面接触においては接触応力の発生部位を鮮明に可視化計測することができ,荷重振幅の違いによる応力変動値の違いも定量化できることが明らかとなった.さらに,球面と平面の点接触における接触応力分布計測においては,Hertz理論に良く符合する接触応力分布の計測結果を得た. (3)構築した計測システムを用いて,フレッティング疲労き裂発生時の接触部近傍の温度分布を詳細に計測することにより,フレッティングき裂発生の初期段階における接触面の状態および応力分布の評価を行った.その結果,フレッティング疲労き裂発生時の摩擦係数の変化,スティックスリップ条件の発生,およびこれに起因する応力分布を詳細に計測することが可能となり,その結果は数値シミュレーションによる計測とよく一致した.
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[Publications] T.Sakagami, K.Ogura, S.Kubo, J.Lesniak, B.Boyce, B.Sandor: "Visualization of Contact Stress Distribution Using Infrared Stress Measurement System" SPIE Proceeding Series,Thermosense XIX, Int.Conf.On Thermal Sensing and Imaging Diagnostic Applications. 3056. 250-259 (1997)
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[Publications] T.Sakagami, K.Ogura, S.Kubo, J.Lesniak, B.Boyce, B.Sandor: "Investigation of Contact Stresses Using Thermoelastic Stress Measurement" Proc.Of the SEM Spring Conference on Experimental and Applied Mechanics. 363-364 (1997)
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[Publications] M.P.Szolwinski, G.Harish, T.N.Farris, T.Sakagami: "The Use Thermal Imaging for In-Situ Characterization of Friction Behavior in Mixed-Mode Fretting Contact" 日本機械学会材料の強度と破壊に関するモデリング/シミュレーション/マルチメディアシンポジウムCD-ROM論文集. (1997)
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[Publications] 阪上隆英, 久保司郎, 小倉敬二, J.Lesniak, B.Sandor: "熱弾性発熱の赤外線計測に基づく接触応力分布の直接計測法の開発" 日本材料学会 第9回破壊力学シンポジウム講演論文集. 54-58 (1997)
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[Publications] T.Sakagami, V.Madhauan, G.Harish, K.Krishnamurthy, Y.Ju, T.N.Farris, S.Chandrasekar: "Full-Field IR Measyrement of Subsurface Grinding Temperatures" SPIE Proceedings Series,Thermosense XIX, Int Conf.On Thermal Sensing and Imaging Diagnostic Applications. 3361(発表予定). (1998)
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[Publications] 阪上隆英, 久保司郎, M.Szolwinski, G.Harish, T.N.Farris: "赤外線温度分布計測に基づくフレッティングき裂発生時の応力状態の評価" 日本非破壊検査協会平成10年度春季講演大会講演論文集. (発表予定). (1998)