転がり疲れき裂の伝播挙動の3次元的観察(スキュー角の影響に関する研究)

滚动疲劳裂纹扩展行为三维观测（斜交角影响研究）

基本信息

批准号：
06650088
负责人：
藤本浩司
金额：
$ 1.28万
依托单位：
Tokyo University of Agriculture and Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
财政年份：
1994
资助国家：
日本
起止时间：
1994 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、転がり疲れき裂の伝播挙動を解明することを最終目的とし、転がり疲れき裂が生じた試験片を切断することにより、その物体内部への3次元的進展状況を観察した。今回は特に、スキューを人為的に与えた条件下で実験を行いその影響を調べた。また、転がり疲れ現象に関連して、脆性材料におけるき裂の伝播挙動に関する実験、介在物・空孔またはそれらとき裂の干渉に関する数値解析も行い、以下のような成果・知見を得た。1.転がり疲れき裂の進展方向は、スキューの向きに明確なる影響を受ける。即ち、スキューを与えることにより生ずる軸方向接線力の向きの影響によって、転がり疲れき裂は軸方向に対して一定の方向に進展する。また、その方向は、軸方向接線力の影響によって生ずると思われる塑性流動の向きと一致する。2.スキューを与えた場合でも、軸方向に垂直な断面内において、転がり疲れき裂は特に規則性を示さない。3.スキューを与えると、接触表面における損傷状況がスキューの向きに依存する方向を示すことがある。4.表面欠陥起点型の転がり疲れき裂(剥離)は、欠陥周辺部における盛り上がり部の影響を受ける。5.ガラスを熱して水中に沈下させる実験では、熱応力によって発生するき裂の伝播形態は4種類に分類できる。6.転がり疲れき裂が存在する場合、接触圧力分布がヘルツの理論により推定できないことがある。7.転がり疲れき裂の近傍に円形介在物が存在する場合、介在物の剛性が高いと応力拡大係数を減少させることができるが、反面、界面における応力レベルが上昇する。8.接触域近傍に円孔が存在する場合、引張応力が発生し、転がり疲れき裂の発生・伝播を早める危険がある。特に、上記1の結果は、軸方向接線力の付与により転がり疲れき裂の進展を制御できることを示唆している。

在这项研究中，最终目的是阐明滚动疲劳裂纹的扩展行为，并通过切割已形成滚动疲劳裂纹的测试样本，观察裂纹向物体内部的三维进展。这次，我们在人为施加偏斜的条件下进行了实验，以检验其效果。此外，针对滚动疲劳现象，我们进行了脆性材料裂纹扩展行为的实验，并对夹杂物、气孔及其对裂纹的干扰进行了数值分析，得到了以下结果和发现。 1、滚动疲劳裂纹扩展方向明显受歪斜方向影响。即，由于施加歪斜而产生的轴向切向力的方向的影响，滚动疲劳裂纹在相对于轴向方向恒定的方向上生长。而且，该方向与被认为是由轴向切向力的影响引起的塑性流动方向一致。 2.即使施加倾斜，滚动疲劳裂纹在垂直于轴向的截面上也不会表现出任何特定的规律性。 3. 当施加倾斜时，接触表面上的损坏情况可能会呈现出取决于倾斜方向的方向。 4.源自表面缺陷的滚动疲劳裂纹（剥离）受到缺陷周围凸起区域的影响。 5. 在玻璃被加热并浸入水中的实验中，热应力产生的裂纹的扩展模式可分为四种类型。 6. 当存在滚动疲劳裂纹时，可能无法使用赫兹理论来估计接触压力分布。 7、当滚动疲劳裂纹附近存在圆形夹杂物时，如果夹杂物的刚性较高，可以降低应力强度因子，但另一方面，界面处的应力水平会增加。 8. 如果接触区域附近存在圆孔，则存在产生拉应力并加速滚动疲劳裂纹的萌生和扩展的风险。特别地，上述结果1表明滚动疲劳裂纹的扩展可以通过施加轴向切向力来控制。