Development of in-situ observation method for damage accumulation process under pure cyclic Mode II loading

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本研究では，純モードII繰返し負荷における損傷（転位・空孔・ボイド）蓄積過程のその場観察手法を開発する．近年開発されている高強度材では，従来の炭素鋼とは異なる組織・強化機構が用いられている．そして，経験則を用いて構築された，疲労強度予測式が適用できないケースが見受けられる．申請者は，この原因が，これらの材料の疲労き裂進展モードが，現在一般的に理解されているモードとは異なる，「損傷蓄積モード」の疲労き裂伝ぱである点にあると捉えており，各種材料でその傍証となる結果を示している．このモードのメカニズムは，負荷の繰返しによって，特殊な微視組織を原因として，局所に転位が蓄積し，ボイドの発生・成長・結合によってき裂を形成し，その後既存のき裂と結合することによって生じると考えている．そこで，損傷蓄積モードの存在とその疲労強度に及ぼす影響を明らかにし，挙動の予測ができるようにするための基礎を開発する．以上の研究目的に対して，冷間圧延によって集合組織が形成されたBCCステンレス鋼を例にとって，以下の項目を検討し，損傷蓄積過程のその場観察手法を開発している．これまで，研究計画の前半部分にあたる以下の項目を実施した．（A）SEM内純モードII両振り繰返し負荷試験によるき裂伝ぱ挙動観察（B）DICを用いた繰返し負荷時のin-situひずみ変化挙動観察．これら項目の実施によって，損傷蓄積による疲労き裂伝ぱが生じていることを，その場観察によって示すことができた．また，ひずみ変化を把握したことによって，ひずみとして現われて負荷回数に応じて発達する損傷の発達状況を把握することができた．