曲げ疲労試験下の切欠き形状の微小き裂成長挙動に及ぼすショットピーニングの影響の数値的研究【Powered by NICT】

You C.; Achintha M.; He B.Y.; Reed P.A.S.

文献

J-GLOBAL ID：201702250125906553 整理番号：17A1421893

曲げ疲労試験下の切欠き形状の微小き裂成長挙動に及ぼすショットピーニングの影響の数値的研究【Powered by NICT】

A numerical study of the effects of shot peening on the short crack growth behaviour in notched geometries under bending fatigue tests

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資料名：
巻： 103 ページ： 99-111 発行年： 2017年
JST資料番号： D0802B ISSN： 0142-1123 資料種別：逐次刊行物 (A)
記事区分：原著論文発行国：イギリス (GBR) 言語：英語 (EN)

本論文では,低圧(LP)蒸気タービン材料,FV448の短亀裂成長に及ぼすショットピーニングの影響の数値解析を提示した。この材料の疲れ挙動を3点曲げ試験下のU切欠き試験片(タービン翼のモミ樹木根形状を表す)を用いて実験的に評価した。二つの異なるショットピーニング強度をこの研究で検討した:工業的に適用したショットピーニングプロセスおよびより少ない強いショットピーニングプロセス。モデリング研究では,静的短い亀裂をもつ二次元有限要素(FE)モデルを開発し,ショットピーニングによる圧縮残留応力と歪硬化分布効果の両方を導入した。線形弾性(LEFM)と弾塑性(EPFM)破壊力学はピーニングを行わない及びショットピーニングした状態の亀裂駆動力を特性化し,残留応力緩和と亀裂開口に起因する応力再配分の影響を考慮に入れた。LEFM(線形弾性破壊力学)アプローチで用いられている応力拡大係数は,重み関数法を用いて計算した,弾塑性破壊力学(EPFM)手法で使用されている等価応力拡大係数は,J積分,亀裂FEモデルを用いて評価したから計算した。これらの結果は,ショットピーニング影響層による亀裂成長の(実験的に観察された)遅延の機構を説明することができ,また,疲れ寿命に及ぼすこの影響を定量化した。圧縮残留応力と歪硬化の相対的寄与は,それらを別々に調べることにより評価した。ショットピーニングによって形成された表面下圧縮残留応力分布は亀裂伝搬を効果的に低減できるが,対照的に,歪硬化分布はそれを加速することができる。しかし,歪硬化は,繰返し荷重中の塑性変形を制限することにより亀裂発生過程を抑制するために期待されている。ショットピーニングした切欠き試験片の疲れ寿命の予測は,この数値解析に基づいて行った。許容される結果は,LEFM(線形弾性破壊力学)と弾塑性破壊力学(EPFM)手法の両方を用いて得て,それらの間の違いを検討した。Copyright 2017 Elsevier B.V., Amsterdam. All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.【Powered by NICT】

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金属材料

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