2004 Fiscal Year Annual Research Report
リスマクネージメントのための浸炭歯車の伝達荷重と寿命の保証法
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16360074
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
井上 克己 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (90005554)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山中 将 東北大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (20292229)
増山 知也 東北大学, 大学院・工学研究科, 助手 (80282094)
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| Keywords | 歯車 / 強度 / 信頼性工学 / 疲労 / P-S-N曲線 / 損傷確率 / リスクマネージメント |
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| Research Abstract |
歯車の損傷は大きい経済的損失をもたらし,人命に直接関わる事故に繋がる恐れがある.したがって,そのリスクマネージメントは極めて重要である.一方で,エネルギー消費の低減やリデュース設計のため,歯車装置には小型軽量化と長期信頼性の確保という相反する要求が科せられている.これに応えるために,使用状態における歯車の損傷確率を評価し,信頼性を考慮した寿命を推定することが不可欠である.そこで,本研究では,浸炭歯車のリスクマネージメントへの適用を目指して,材料中の介在物分布から折損寿命を推定するシミュレーション法を開発し,その妥当性を歯車試験に基づいて確認し,損傷確率を考慮して浸炭歯車の伝達荷重と寿命を評価し保証する方法を確立することとした.今年度は,浸炭歯車の疲労試験結果に対して,S-N曲線の形状を元に,負荷繰り返し影響係数b(N)を導入することで,時間強度域を考慮に入れた,PSN曲綿導出・寿命評価の手法を提案した.また,従来S-N曲線の水平部に対する強度推定に用いていたシミュレーション法を時間強度域にも拡張する方法を提案した.さらに,市川により提案された,強度と負荷の双方のばらつきを考慮にいれた破壊確率と安全率の計算を浸炭歯車に適用し,安全率と破壊確率の関係を求めた.また,b(N)を導入することで,任意の繰り返し数Nでの破壊確率の計算が可能になった.AGMAとISO6336の寿命係数とb(N)の比較を行い,b(N)を寿命係数として用いることが出来ることを示した.また,AGMAの信頼度係数の値は,試験結果に比較して十分に安全であることを確認した.
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