| Research Abstract |
機械の軽量・コンパクト化,高強度化,高信頼度化が要請されている現状の下,表面強さの向上とともにより確度の高い評価とその検証は社会および産業界の現状を鑑み一層重要課題となる.本研究においては,伝動トライボ要素の表面強さのより確度の高い評価とその検証を行うため,クラウニングなどのマクロ表面形状および粗さ突起などのマイクロ表面形状を考慮して3次元接触応力解析を実施し,表面損傷・強さを評価するとともに種々のマイクロ・マクロ表面形状を有する歯車,ローラなどを用いて実験・検証する.すなわち,マクロ形状を考慮した解析・評価と歯車,ローラ,軸受試験による検証,および,マイクロ形状を考慮した評価と研削,ピーニングなどにより仕上げたローラを用いての2円筒試験による検証を行い,伝動トライボ要素設計のための新たな指針を与えることを目指している.
最終年である本年度においては,昨年度に実施した試験のまとめならびに種々のクラウニング半径で接触する弾性体の接触応力,内部応力分布,エッジロードを求めるための3次元弾性解析モデルの構築し,これらの解析結果により実験結果を検討し,最適クラウニング半径を明かにした.さらに直径30mmのクラウニングローラを用いて,トラクション係数の測定を行い,表面損傷・寿命との関係を検討した.また,マイクロ表面形状に関しては,ショットピーニング,ダブルショットピーニング,キャビテーション・ショットレス・ピーニングを施したローラ・および歯車について,硬さ分布,残留応力分布,表面粗さを測定するとともに表面強さ・寿命に及ぼすこれらの影響を明らかにした.その結果,硬さ分布および残留応力分布を考慮した接触応力解析により求められた硬さに対する応力振幅を用いて表面強さ・寿命に及ぼす表面粗さの影響を明らかにした.しかし,表面強さ・寿命に及ぼす表面粗さ形状の影響に関しては今後の問題として残った.
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