in-site内部応力分布測定によるフィラー起点型転がり疲労破壊の解明

通过现场内应力分布测量阐明填料引发的滚动疲劳断裂

• 批准号: 22K03883
• 负责人: 溝部 浩志郎
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: University of Toyama
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K03883/
• 关键词: 樹脂積層; 接触応力; 応力測定; 転がり疲労; ヘルツ接触

本年度は本研究で目的とする、「樹脂積層を用いて精密に位置決めされたセンサを埋め込み、圧縮応力下で偏差応力をin-situ観察する」を達成するために必要な要素技術を開発した。事前の研究計画に示した通り、本年度は高精度センサ分散手法及び応力測定精度の向上を目的として、２つの要素技術を開発した。必要な要素技術のうちの１つ目は、センサの選定である。まず、実験に必要な候補センサの評価のため、候補センサを用いて単純な応力負荷の下、その場測定を行った。その結果、測定における誤差が大きいものの、必要な部分については測定目的と一致する結果が得られた。必要な要素技術のうちの２つ目は、試験片加工方法の開発である。測定に必要な精密位置決めを行うため、いくつかの樹脂積層装置でサンプルを積層し、適切な試験片作成方法を検討した。その結果、精密な位置決めはできるものの、センサの適切な配置については課題が残った。そのため、積層装置に頼らず樹脂埋め方式で測定を行うことも視野に入れつつ、今後の研究を進めることとした。また計画時には想定されていなかったことであるが、ミクロトームによる薄片加工により、樹脂積層及び測定を行うアイデアを発想し、試験片及び加工方法の準備を進めた。特に、薄片を用いて加工するだけではなく、偏光顕微鏡による樹脂組織の観察を兼ねることができることは、本研究におけるミクロトームの使用の大きなメリットである。

今年，我们开发了实现这项研究目标所需的基本技术：“使用树脂层压嵌入精确定位的传感器，并在压应力下现场观察偏应力。”根据初步研究计划，今年我们开发了两项基础技术，旨在提高高精度传感器分散方法和应力测量精度。所需的第一个基本技术是传感器选择。首先，为了评估实验所需的候选传感器，使用候选传感器在简单的应力负载下进行了原位测量。结果，虽然测量误差较大，但对于必要部位却得到了与测量目的相符的结果。所需的第二个要素技术是试件加工方法的开发。为了进行测量所需的精确定位，我们使用多个树脂堆叠装置堆叠样品，并研究了合适的测试件制备方法。因此，尽管可以进行精确定位，但传感器的适当放置仍然存在问题。因此，我们决定继续进行未来的研究，同时考虑使用树脂填充方法而不是依赖层压设备进行测量的可能性。此外，尽管在计划时并未想到这一点，但我们提出了层压树脂并通过使用切片机加工薄片来测量它的想法，并着手准备测试件和加工方法。特别是，在本研究中使用切片机具有很大的优势，不仅可以处理薄片，还可以使用偏光显微镜观察树脂结构。