鳥取大学研究シーズ集
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ものづくり技術
銅薄膜を利用した繰返し応力測定法
研究者
小野 勇一 (工学研究科 機械宇宙工学専攻 教授)
キーワード
応力−ひずみ計測、損傷許容設計、金属疲労、組合せ応力
概要
 本研究では、繰返し負荷を受ける機械要素の局所的な領域(疲労き裂が発生するような応力集中箇所など)に生ずる応力(最大せん断応力、主応力)を計測する技術を開発した。具体的な計測手順は以下のとおりである。@めっきにより作製した厚さ20μm程度の銅薄膜(図1(a))を測定対象となる機械要素に接着する。A繰返し荷重を受けた後の銅薄膜の組織(図1(b))を光学顕微鏡と電子線後方散乱回折法(EBSD)により観察する。B成長した粒子の密度と結晶方位を較正試験結果と比較することで各応力を計測する。図2は曲げとねじりを受ける角柱表面の辺の中央から端部までの4mmの範囲の応力分布を計測した例であり、本手法による実験結果が理論曲線に良くフィットしていることが分かる。さらに、現在は高温対応型としてニッケル薄膜の適用に関する研究を進めている。
概要図
優位性(従来・競合技術との比較)
・外部への出力線が不要なので、回転体などに容易に適用可能
・顕微鏡の視野内(500μm×500μm程度)の領域の応力が計測可能
応用分野
・疲労破壊が問題となっている機械要素の局所的応力の測定
・FEMなどの解析結果と比較することで、解析精度の向上に貢献(境界条件の修正等)
関連論文
・「電着銅薄膜を用いた繰返し応力測定法(成長粒子のフラクタル性を利用した方法)」実験力学,15[2](2015),132-137.
・「電着銅薄膜を用いた繰返し応力測定法(非比例負荷への適用性検討)」日本機械学会論文集(A編), 79[808](2013),1705-1715.
・「銅薄膜に発生する成長粒子のEBSD解析による微視的繰返し応力測定」日本機械学会論文集(A編),77[755](2011), 391-401.
・「電着銅薄膜を利用した繰返し応力測定法(解説)」日本非破壊検査協会, 59[7](2010), 311-317.
その他の関連研究内容
・金属疲労に関する研究
・デジタル画像相関法を用いた変位計測に関する研究
参考資料ダウンロード
シーズPDF
はりま産学交流会創造例会発表資料
参考URL
研究者詳細
担当CD
産学・地域連携推進機構 コーディネーター   水根 正人
連絡先
E-MAIL:mizune@cjrd.tottori-u.ac.jp 電話:0857-31-5546
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