き裂発生を完全に防止するピーニング処理条件の解明

阐明完全防止裂纹萌生的喷丸处理条件

基本信息

批准号：
17K14715
负责人：
松本理佐
金额：
$ 2.75万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2017
资助国家：
日本
起止时间：
2017-04-01 至 2019-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では，残留応力を考慮した応力拡大係数に基づいてピーニング処理工法によるき裂発生防止効果を予測する手法を確立することを最終目標とした．これを実現するため，き裂を二次元として扱えるT字継ぎ手に対して，引張試験，曲げ試験を応力比を変えて実施し，それぞれの疲労限度を特定した．その結果，応力比が高くなるほど疲労限度が低下する結果となり，既往の研究成果と一致することを示した．本研究では，残留応力に起因する応力拡大係数と荷重に起因する応力拡大係数を加算したパラメータによって，この疲労限度を予測する手法を開発した．具体的には，残留応力に起因する応力拡大係数を試験体の残留応力の測定値により算出し，荷重に起因する応力拡大係数を有限要素解析により算出した．初期き裂の深さは0.1mmと設定し，止端半径は1mmとした．試験体の残留応力の測定値は，試験体表面の値であるが，深さ0.1mm程度であれば，試験体表面と残留応力の大きさが大きく変化しないと示されているため，本研究では，試験体表面の残留応力が深さ0.1mmまで分布していると仮定した．上記のプロセスで算出したパラメータによって，疲労試験で得られた疲労限度を評価した結果，載荷条件や応力比によらず統一的な指標でピーニング処理時の疲労限度を予測することができた．このように，2次元き裂として扱うことの出来るT字継ぎ手に対して異なる荷重条件でも統一的に疲労限度を評価することができた．

这项研究的最终目标是建立一种基于考虑残余压力的应力强度因子来预测Peening治疗方法的裂纹预防作用的方法。为了实现这一目标，对T形接头的应力比进行了拉伸和弯曲测试，这些接头可以作为二维处理裂缝处理，并确定每个裂纹的限制。结果，应力比越高，疲劳极限越低，这表明这与先前的研究结果一致。在这项研究中，我们开发了一种方法来使用添加由残留应力和负载引起的应力强度因子引起的应力强度因子的参数来预测这种疲劳极限。具体而言，使用样品的残余应力值计算了由残留应力引起的应力强度因子，并使用有限元分析计算了由负载引起的应力强度因子。初始裂纹深度设置为0.1 mm，脚趾半径设置为1 mm。样品上残留应力的测量值是样品表面的值，但表明样品表面上残留应力的大小如果深约0.1 mm，则不会发生显着变化。在这项研究中，我们假设样品表面上的残余应力分布到0.1 mm的深度。使用上述过程中计算出的参数评估了在疲劳测试中获得的疲劳极限，结果，可以使用均匀索引在固定处理过程中预测疲劳极限，无论负载条件或应力比率如何。因此，在不同的负载条件下，可以将疲劳极限评估为T形接头，可以将其视为二维裂纹。