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，我们开发了必要的元素技术来实现这项研究的目标，“使用树脂层压板和原位观察到压缩应力下的偏差应力的嵌入式定位传感器”。如先前的研究计划所示，今年开发了两种基本技术，目的是提高高精度传感器分散方法和应力测量精度。必要的元素技术的第一个是传感器的选择。首先，使用候选传感器在简单的应力负荷下进行原位测量，以评估实验所需的候选传感器。结果，尽管测量中存在很大的误差，但所需部分与测量目标一致。必要的元素技术的第二个是开发测试件处理方法。为了执行测量所需的精确定位，使用几个树脂层压设备层压样品，并检查了适当的准备测试样品的方法。结果，尽管可以精确定位，但有关传感器正确放置的问题仍然存在。因此，我们决定在不依赖层压设备的情况下考虑使用树脂填充方法，继续我们的未来研究。此外，正如计划时预期的那样，我们提出了层压树脂的想法，并通过使用微型机构以及准备好的测试件和处理方法进行测量。特别是，不仅可以使用薄膜处理，而且还可以使用偏振显微镜来观察树脂结构，这一事实是在本研究中使用显微镜的一个主要优点。