ＡＥによるレーザーピーニングの定量的評価法とレーザー絶縁破壊による表面改質の研究

レーザーピーニングによる金属材料への残留応力の付加に関する研究を行った。その一環としてレーザーピーニング時の衝撃力を算出するために、AE法による計測と計測波の逆解析を行った。AE法からレーザーピーニングの衝撃を予測することができるようになり、さらに同様の計測および解析を水中伝播AEを用いて行い、試料伝播AEと同様にピーニング時のAE波の計測と解析が水中伝播AEでも行えることが分かった。水中伝播AEを用いたAE法は他分野での利用も可能である。またレーザーピーニング時に発生するキャビテーションバブルの研究も行い、AE計測と高速度カメラの観察から発生したバブルの大きさがレーザーの出力に依存し、バブル崩壊時の衝撃力もバブルの大きさに依存することが分かった。さらに有限要素法によるレーザーピーニングのシミュレーションを行った。キャビテーションバブルのシミュレーションも行い、バブルの崩壊による衝撃の発生とその衝撃による金属材料の変形をシミュレートすることができた。レーザーピーニングのアブレーションによる衝撃が付加した残留応力が存在する条件でバブル崩壊のシミュレーションを行った結果から、アブレーション後のキャビテーションバブルの崩壊によって、残留応力の最大値や応力の発生範囲が増加する結果が得られた。このことからキャビテーションバブルがレーザーピーニングによる残留応力の付加に寄与していると推定できた。レーザーアブレーションとキャビテーションバブルによってレーザーピーニングの効果を上げることができる結果を得た。

レーザーピーニングによる金属材料への残留応力の付加に関する研究を行った。その一環としてレーザーピーニング時の衝撃力を算出するために、AE法による計測と計測波の逆解析を行った。AE法からレーザーピーニングの衝撃を予測することができるようになり、さらに同様の計測および解析を水中伝播AEを用いて行い、試料伝播AEと同様にピーニング時のAE波の計測と解析が水中伝播AEでも行えることが分かった。水中伝播AEを用いたAE法は他分野での利用も可能である。またレーザーピーニング時に発生するキャビテーションバブルの研究も行い、AE計測と高速度カメラの観察から発生したバブルの大きさがレーザーの出力に依存し、バブル崩壊時の衝撃力もバブルの大きさに依存することが分かった。さらに有限要素法によるレーザーピーニングのシミュレーションを行った。キャビテーションバブルのシミュレーションも行い、バブルの崩壊による衝撃の発生とその衝撃による金属材料の変形をシミュレートすることができた。レーザーピーニングのアブレーションによる衝撃が付加した残留応力が存在する条件でバブル崩壊のシミュレーションを行った結果から、アブレーション後のキャビテーションバブルの崩壊によって、残留応力の最大値や応力の発生範囲が増加する結果が得られた。このことからキャビテーションバブルがレーザーピーニングによる残留応力の付加に寄与していると推定できた。レーザーアブレーションとキャビテーションバブルによってレーザーピーニングの効果を上げることができる結果を得た。