ナノビーチマーク法によるギガサイクル疲労の定式化

使用纳米基准方法制定千兆循环疲劳

• 批准号: 15K05705
• 负责人: 古谷 佳之
• 金额: $ 3.08万
• 依托单位: National Institute for Materials Science
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2015
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2015-04-01 至 2017-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15K05705/
• 关键词: 疲労; ギガサイクル疲労; 介在物; 高強度鋼; 内部き裂

高強度鋼では介在物を起点とした内部破壊が生じ、ギガサイクル疲労（疲労限の消滅）が生じる。この場合、疲労強度を定量的に推定するためのモデリングは不完全である。このようなモデリングを行う際にはき裂伝ぱ支配説に基づく事が合理的であるが、それを支持する具体的な証拠は得られていない。き裂伝ぱ支配説を検証するためには、内部き裂の伝ぱ挙動を観察・解明する必要がある。そこで、先の研究（科研費23760106）ではナノビーチマーク法による内部き裂伝ぱの可視化技術を確立した。本研究では、この技術を用いて内部き裂伝ぱ速度を実測してき裂伝ぱ支配説の妥当性を実証すると同時に、蓄積した過去のデータを用いて広範な材料・条件についてギガサイクル疲労強度の予測式を導出することを目的とした。初年度の研究計画は、内部き裂伝ぱ速度の実測とき裂伝ぱ支配説の妥当性の実証であった。内部き裂伝ぱ速度を実測した結果、発生初期の内部微小き裂が通常の内部き裂とは異なる伝ぱ挙動を示すと同時に、き裂伝ぱ支配説を仮定した場合と同等の伝ぱ速度を示すことが分かった。すなわち、き裂伝ぱ支配説の妥当性が実証された。更には、モデリングの検討も行い、内部微小き裂の伝ぱ挙動を表現できる新しいモデルも構築した。次年度の研究計画は、過去の研究で蓄積したデータを用いてモデルの各パラメータを算出することにより、最終的な疲労強度の予測式を得ることであった。それに対して、６材種で２条件について予測式を得るという成果を得た。また、研究の過程において疲労限の存在が示唆され、10^11回までの疲労試験（約３ヶ月を要する）により実証できる可能性があることが分かった。そこで、10^11回疲労試験にも新たに着手したが、研究期間を短縮したためこの部分は未完である。このように、本研究では当初目標を達成することができたと同時に、次の研究へと繋がる知見も得られた。

High strength steel is produced at the starting point of the material, and the internal damage is produced. In this case, the intensity of fatigue is estimated quantitatively. This is the first time that we've had a chance to talk about this issue. The analysis of internal and external factors is necessary. The first research (scientific research fee 23760106) is to establish the visualization technology of internal crack. In this study, the validity of the theory of internal fracture velocity was verified, and the prediction formula of fracture intensity was derived. The initial research project is to test the validity of the internal crack velocity and crack control theory. Internal crack velocity measurement results, initial internal microcracks, normal internal crack velocity measurement results, internal crack velocity measurement results, internal crack velocity measurement The correctness of the above mentioned rules has been proved. In addition, the internal micro-cracks in the design of the mobile phone, the performance of the mobile phone, the new mobile phone structure The research plan for the next year is based on the accumulation of past research and the calculation of the final fatigue intensity. 6 kinds of materials, 2 conditions, prediction formula, achievement The existence of fatigue limits in the process of research is indicated by the possibility of 10^11 cycles of fatigue test (about 3 months). 10^11 - 10^10 - 10^10 - 10 - 10^10 - 10 - 10^10 - 1 This study aims to achieve the objectives of the study.

项目成果

Proposal for Predictions of Gigacycle Fatigue Strength in High-strength Steel

高强度钢千兆周疲劳强度预测的建议

• DOI: 10.2355/tetsutohagane.tetsu-2016-002
• 发表时间: 2016
• 期刊: Tetsu-to-Hagane
• 作者: Wataru Ohata;Satoshi Kojima;Yohsuke Yamamoto;玉木愛梨・小島聡志・山本陽介;小林裕太郎・小島聡志・山本陽介;伊藤 純・晩田成美・小島聡志・山本陽介;大畠渉，小島聡志，山本陽介;古谷佳之
• 通讯作者: 古谷佳之

Small internal fatigue crack growth rate measured by beach marks

• DOI: 10.1016/j.msea.2016.09.109
• 发表时间: 2016-12
• 期刊: Materials Science and Engineering A-structural Materials Properties Microstructure and Processing
• 影响因子: 6.4
• 作者: Y. Furuya