赤外線サーモグラフィを用いたセラミックス材料のすべり接触摩耗状態の計測

利用红外热成像技术测量陶瓷材料的滑动接触磨损状态

• 批准号: 07750112
• 负责人: 阪上 隆英
• 金额: $ 0.7万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1995
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1995 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07750112/
• 关键词: トライボロジ; 赤外線サーモグラフィ; すべり接触; 摩耗; 赤外線透明材料; 熱弾性応力測定; 接触応力

本研究では、赤外線サーモグラフィおよび赤外線透過材料を用いて,材料のすべり接触時の接触面における摩擦・摩耗状態の動的観察を行った.さらに,熱弾性効果に基づく応力測定原理による接触応力測定法の開発を行った.研究成果を以下にまとめる.(1)被測定物をサファイア等の赤外線透過材料にすべり接触させた時,接触面の温度分布を赤外線サーモグラフィを用いて赤外線透過材料越しに計測できる測定システムを試作した.本システムを用いて,金属材料,プラスチックおよびセラミックスのすべり接触時の接触面の温度分布計測を行い,接触圧力およびすべり速度と温度分布の関係を調べた.(2)軸受用金属材料と赤外線透明サファイアを用いて,金属材料の動的摩耗状態をリアルタイムに計測した.さらに,摩耗時の接触面における発熱および熱拡散挙動を調べるため,有限要素法による数値解析を行った.(3)赤外線透過材料と接触する物体の接触面の応力分布計測に関する検討を行った.球面の接触面を有する赤外線透明フッ化バリウムとアクリル間の接触応力分布を計測した.計測された接触応力分布はヘルツの理論に一致しており,熱弾性応力測定が赤外線透明材料越しの接触応力測定にも適用できることが明らかとなった.本研究成果より,赤外線透明材料と赤外線サーモグラフィを用いた接触面の温度分布計測およびこれによる摩擦・摩耗状態あるいは接触応力評価が可能なことが実証され,今後本計測手法を発展させる上での重要な知見が得られた.

In this study, the infrared ray transmission material was used to observe the friction and wear state of the contact surface when the material was in contact. The development of contact force measurement method is based on the principle of thermal property measurement. The research results are as follows. (1)When the infrared ray transmitting material such as the object to be measured is contacted, the temperature distribution of the contact surface is tested. This system is used to measure the temperature distribution on the contact surface of metal materials during contact, and to adjust the relationship between contact pressure and velocity and temperature distribution. (2)The shaft is used for measuring the dynamic wear state of metal materials and infrared transparent materials. The finite element method is used to analyze the numerical value of the contact surface. (3)Study on the measurement of force distribution on the contact surface of infrared transmitting material and contact object. Measurement of contact force distribution between spherical contact surfaces with infrared transparency. The contact force distribution measured is consistent with the theory, and the contact force measurement of infrared transparent materials is applicable. The results of this study demonstrate that it is possible to measure the temperature distribution on the contact surface of infrared transparent materials and infrared transparent materials and to evaluate the friction and wear state of infrared transparent materials and contact force. In the future, important knowledge about the development of this measurement method has been obtained.

项目成果

T.SAKAGAMI,K.OGURA: "Applications of Infrared Thermographyin Contact Mechanics" Proc.of Conferenceon Advanced Technology in Experimental. 229-233 (1995)

T.SAKAGAMI、K.OGURA：“红外热成像在接触力学中的应用”实验先进技术会议论文集。

阪上隆英,小倉敬二,山中秀介: "サーモグラフイによる複合材料の人工欠陥および実損傷の計測" サーモグラフイによる非破壊評価技術シンポジウム論文集. 35-40 (1995)

Takahide Sakagami、Keiji Ogura、Shusuke Yamanaka：“使用热成像技术测量复合材料中的人工缺陷和实际损坏”使用热成像技术的无损评估技术研讨会论文集 35-40 (1995)。