2017 Fiscal Year Annual Research Report
Investigation of dissipated energy generation mechanism and improvement of fatigue strength estimation based on dissipated energy measurement
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17H03146
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| Research Institution | Kobe University |
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Principal Investigator |
塩澤 大輝 神戸大学, 工学研究科, 准教授 (60379336)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
阪上 隆英 神戸大学, 工学研究科, 教授 (50192589)
菊池 将一 神戸大学, 工学研究科, 助教 (80581579)
池尾 直子 神戸大学, 工学研究科, 助教 (80647644)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 非破壊評価 / 疲労 / 材料強度 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
H29年度では散逸エネルギ発生メカニズムの究明を可能とするための学術基盤を確立する目的として，実験システムの構築，および散逸エネルギと位相情報に関する基礎的検討を行った．
散逸エネルギの固有位相の把握としては，チタン合金，アルミニウム合金，オーステナイトステンレス鋼および溶接鋼SM490Yに対して散逸エネルギ計測を行った．特にオーステナイト系ステンレス鋼および溶接鋼では，平均応力が位相情報に与える影響について調べた．その結果，完全両振り負荷を基準として，引張および圧縮の平均応力の増加に伴って，散逸エネルギの固有位相は小さくなることが分かった．これは平均応力の作用により，最大引張または最大圧縮荷重が材料の降伏に達するタイミングが早まることが考えられ，位相情報は材料の変形機構を反映している可能性があることが明らかとなった．ビードオンプレート溶接部の散逸エネルギ計測を行った結果，残留応力の影響と考えられる固有位相の分布が得られた．
疲労損傷との関連性について調査するために，赤外－可視同期計測システムの構築を構築した．このシステムでは，光学カメラにより表面観察およびデジタル画像相関法を援用した変位情報を取得する．同時に赤外線カメラによる温度計測を行う．光学および赤外線カメラの同一マーカーをもとに，計測視野の同期を行うとともに，光学カメラによる位置情報を赤外線カメラの計測結果に反映させることができる．このシステムにより同一視野で光学観察と赤外線計測が可能になり，試験片の剛体および変形にともなう温度計測位置の移動を補正することが．可能となった．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
散逸エネルギの固有位相に関する調査では，チタン合金，アルミニウム合金，鋼材に対して散逸エネルギ計測実験を行うことができた．チタン合金およびアルミニウム合金では材料の変位が大きいため，別途開発した光学－赤外線同期計測システムによる位置補正を適用する必要が考えられたため，次年度以降詳細な検討を実施する．鋼材については，オーステナイト系ステンレス鋼および溶接鋼に対して，ほかの材料と比較してヤング率が大きいため，位置補正を適用することなく，散逸エネルギ計測と位相情報との関連性に関する調査を行い，散逸エネルギの発生メカニズムに関する知見が得られた．
光学－赤外線同期計測システムでは，光学計測側での測定点の変位情報の取得におけるプログラム開発に時間を要したが，概ね目標とする機能を実現することができた．
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| Strategy for Future Research Activity |
H29年度では散逸エネルギ発生メカニズムの究明のための，実験システムの構築，および散逸エネルギと位相情報に関する基礎的検討を行った．光学－赤外線同期計測システムを構築することができた．H30年度では光学－赤外線同期計測システムを用いて顕微計測を実施することにより，微視組織変化と散逸エネルギとの関連性についての情報を取得し，散逸エネルギ発生メカニズムのより詳細な検討を行う予定である．
また位相情報については，さらに各種材料に対して散逸エネルギ計測を行う．平均応力などの負荷条件を変えた場合についても計測を実施し，散逸エネルギの位相に関する知見を多く取得する．さらにこれらの材料固有の位相情報を利用した散逸エネルギ計測の高精度化を図る予定である．
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