アルミニウム合金におけるレーザーピーニング残留応力の機械的負荷による緩和挙動

宮下大輔; 竹田和也; 大谷眞一; 佐野雄二; 斎藤利之; 秋田貢一

文献

J-GLOBAL ID：201102268228444130 整理番号：11A1225988

アルミニウム合金におけるレーザーピーニング残留応力の機械的負荷による緩和挙動

Relaxation Behaviour of Laser Peening Residual Stress due to Mechanical Loading on Aluminum Alloy

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資料名：
巻： 60 号： 7 ページ： 617-623 (J-STAGE) 発行年： 2011年
JST資料番号： F0385A ISSN： 0514-5163 CODEN： ZARYA 資料種別：逐次刊行物 (A)
記事区分：原著論文発行国：日本 (JPN) 言語：日本語 (JA)

引張負荷が作用した状態での表面応力と除荷後の表面残留応力のそれぞれを測定し,また,圧縮負荷の場合の残留応力変化についてもX線により測定した。そして,X線では極表面の情報しか得られないため,有限要素法を用いて,引張と圧縮負荷における内部を含めた試験片全体の残留応力挙動の解析を行った。レーザピーニング(LP)を施工したアルミニウム合金試験片に,引張と圧縮負荷が作用した場合の残留応力緩和挙動を,有限要素法解析と実験により明らかにした。LP施工材に作用する引張負荷を増加していくと,LPによって形成された表面層の圧縮残留応力に釣合う形で存在する内部の引張残留応力領域がまず塑性変形する。その結果,残留応力の再配分が生じて,表面残留応力が緩和し始める。LP施工材に作用する圧縮負荷を増加していくと,LPにより形成された最大圧縮残留応力領域で塑性変形が始まり,その結果,圧縮残留応力が緩和し始める。引張残留応力領域は常に試験片内部に存在し,また,最大圧縮残留応力は表面直下に存在する場合が多いため,引張負荷の場合は必ず,そして圧縮負荷の場合も多くの場合は,表面の応力が降伏条件に達するよりも低い負荷応力の段階で,表面残留応力が緩和を開始した。表面圧縮残留応力の機械的負荷中の緩和過程は,FEM解析によって予測できた。

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熱的操作によらぬ硬化 , 機械的性質

引用文献 (14件)：

1) Y. Sano, M. Kimura, K. Sato, M. Obata, A. Sudo, Y. Hamamot, S. Shima, Y. Ichikawa, H. Yamazaki, M. Naruse, S. Hida, T. Watanabe and T. Oono, “Development and application of laser peening system to prevent stress corrosion cracking of reactor core shroud”, Proceedings of the 8th International Conference of Nuclear Engineering, pp.1-10 (2000) American Society of Mechanical Engineers.
2) K. Masaki, Y. Ochi, Y. Kumagai, M. Takahashi, Y. Sano and H. Naito, “Influence of laser peening treatment on high-cycle fatigue properties of degassing processed AC4CH aluminum alloy”, Journal of the Society of Materials Science, Japan, Vol.55, No.7, pp.706-711 (2006).
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4) K. Dalaei, B. Karlsson and L. E.Svensson, “Stabilty of residual stresses created by shot peening of pearlitic steel and their influence on fatigue behavior”, Procedia Engineering, Vol.2, pp.613-622 (2010) .
5) P. S. Prevey, D. J. Hornbach and P. W. Mason, “Thermal residual stress relaxation and distortion in surface enhanced gas turbine engine components”, Proceedings of the 17th Heat Treating Society Conference and Exposition and the 1st International Induction Heat Treating Symposium, pp.3-12 (1998) ASM International.

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