ワイヤロープの内部疲労損傷メカニズムの解明と寿命予測への応用

2015 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 24561007
• Research Institution: National Institute of Occupational Safety and Health, Japan
• Principal Investigator: 佐々木 哲也 独立行政法人労働安全衛生総合研究所, 機械システム安全研究グループ, 上席研究員 (60358413)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 山口 篤志 独立行政法人労働安全衛生総合研究所, 機械システム安全研究グループ, 研究員 (20541048) ; 本田 尚 独立行政法人労働安全衛生総合研究所, 機械システム安全研究グループ, 上席研究員 (80358415)
• Project Period (FY): 2012-04-01 – 2016-03-31
• Keywords: ワイヤロープ / 疲労 / 内部損傷

Outline of Annual Research Achievements

前年度に引き続き、本年度もワイヤロープの内部疲労損傷特性評価、ワイヤロープ素線のフレッティング疲労試験、ワイヤロープ素線の応力測定の3項目について研究を実施する予定であった。
まず、ワイヤロープの内部疲労損傷特性評価については、クレーンによく使用される3種類のワイヤロープについて、疲労寿命に及ぼすシーブ径とワイヤロープ径の比D/dの影響を調査した。その結果、D/dを16から25に大きくしたところ、ワイヤロープの種類に関係なく、疲労寿命が3～10倍増加した。また、D/dを大きくすると、内部断線が先行し、外層素線の断線が遅延する傾向があることが明らかになった。
次に、ワイヤロープ素線のフレッティング疲労試験では、昨年度までの試験では破断まで試験を行ったのに対して、本年度は事前に設定した荷重繰り返し数で疲労試験を中止し、素線の摩耗状態を測定した。これにより、摩耗状態の計時変化を明らかにすることができた。また、本年度は試験片に負荷する繰り返し荷重の平均値を変化させた疲労試験を新たに実施した結果、繰り返し荷重の平均値は試験片の摩耗量にはほとんど影響がないことが明らかになった。
ワイヤロープ素線の応力測定については、感圧紙による測定の精度についての検証実験を行ったが、実際のワイヤロープによる実験には至らなかった。