2015 Fiscal Year Annual Research Report
フレッティング疲労に及ぼす水素の影響とその機構の解明および定量的評価法の確立
| Project/Area Number |
15J03650
|
|---|
| Research Institution | Kyushu University |
|---|
Principal Investigator |
薦田 亮介 九州大学, 工学府, 特別研究員(DC2)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2015-04-24 – 2017-03-31
|
| Keywords | フレッティング / 水素 / 相対すべり量 / MEMS |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
当該年度は，水素中フレッティング疲労のメカニズム解明およびその定量的評価法の確立を目的として，水素中フレッティング疲労における相対すべり量の測定法の確立を行った．
フレッティング疲労における接触面間の相対すべり量はフレッティング疲労強度に影響を及ぼす因子の一つであり，フレッティング疲労強度評価のため，これまでにも種々の方法で相対すべり量の測定が行われている．しかし，フレッティング疲労における相対すべり量は微小であり，その精度の良い測定は容易ではない．さらに，本研究では水素雰囲気中での測定を目的としているため，センサは小型であること，水素の影響を受けないとう条件を満たす必要があり，従来の測定方法では精確な測定が難しい．そこで本研究ではMEMS技術を応用した小型の光学式リニアエンコーダを用いた新たな相対すべり計の開発および測定方法の確立を行った．
フレッティング疲労における相対すべり量の測定値には試験片等の弾性変形量が含まれる．フレッティング疲労における相対すべりは微小であり，測定値に含まれる弾性変形の影響を無視できない場合が多い．測定値に含まれる弾性変形成分の影響を考慮するために，測定値に含まれる弾性変形量を予め測定した．得られた弾性変形量を相対すべり量の実測値から差引くことで真の相対すべり量を得た．弾性変形量の測定値は良い再現性を有し，FEMによる応力解析により算出した弾性変形量ともよく一致し，本測定の精確性が確認された．
本MEMSセンサを用いて水素中フレッティング疲労における相対すべり量を測定したところ，良好なセンサ出力が得られ，水素中においても相対すべり量を測定可能であることを確認できた．水素中の相対すべり量は大気中の相対すべり量に比べ顕著に低下することを明らかにした．
本研究内容を日本材料学会九州支部第2回学術講演会で発表し，優秀講演賞を受賞した．
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
当該年度は水素中フレッティング疲労における相対すべり量の測定方法の確立というテーマをメインに研究を行った．本テーマの完遂は水素中フレッティング疲労メカニズムの解明のために不可欠なものである．
フレッティング疲労における相対すべり量の測定法についてはこれまでに種々の手法が提案されているが，未だ確立された測定法がなく，その測定は容易ではない．さらに本研究では水素雰囲気中での測定ということで難易度はかなり高いという問題点があった．そのため，本テーマを優先的に進めることとしたため，他のテーマに遅れが生じた．このことが「やや遅れている」とした理由である．
しかし，測定方法の開発において，MEMS技術を応用することで，諸問題をブレークスルーでき，1年間で水素中の相対すべり量の精度良い測定に成功したという点，この測定方法の確立は今後の研究に多大な貢献が期待される点，を加味すると，他のテーマの遅れを十分に補える成果があったと確信している．
|
| Strategy for Future Research Activity |
水素中フレッティング疲労における相対すべり量の測定を精度よく測定する手法を確立できた．今後はこの手法を用いて，各環境中（水素中，水素中にppmレベルの酸素を添加した混合気中，真空中，大気中）における相対すべり量の測定を行い，これまでの知見と合わせ，水素中フレッティング疲労に及ぼす微量不純物の影響について，そのメカニズムの解明および定量的評価法の確立を行う．
水素によるフレッティング疲労強度低下に関してそのメカニズムをさらに詳細に明らかにするため，水素中フレッティング疲労中に生じる接触面間の局所的な凝着部で起こる微視組織の変化と水素による強度低下の関係の解明，および，その微視組織の変化挙動に及ぼす水素の影響を解明する．
|
Research Products
(7 results)
