疲労破壊のメカニズムと疲労強度向上のための表面改質技術

疲労破壊の多くの場合は,表面近傍の降伏応力や残留応力などが深く関わっていますので,疲労破壊に関わる表面近傍の特性を把握して,その特性を向上させる「表面力学設計」により,疲労破壊を抑止できます。 　本講習会では,疲労破壊に関わるメカニズム,疲労破壊の支配的因子,疲労強度を向上させるための表面改質法について解説します。なお,疲労強度向上のための表面改質法としては,ショットを打ち付けるショットピーニングが一般的ですが,最近はショットを使わないピーニングとして,実用化されております。講師らが開発してきたキャビテーション気泡の崩壊衝撃力を活用したキャビテーションピーニングや,レーザアブレーションを用いたレーザピーニングなどについて,SAE International,AMEC-SE (Aerospace Metals Engineering Committee, Surface Enhancement Subcommittee) の経験を踏まえて,最新の動向を紹介します。

1. 表面力学設計
   1. 表面力学とは
   2. 支配因子
2. 疲労破壊の基礎
   1. 疲労破壊のメカニズム
      • a. 疲労破壊の事例
      • b. 疲労破壊の段階
      • c. フラクトグラフィ
   2. 高サイクル疲労
   3. 低サイクル疲労
   4. 破壊力学の基礎
3. 疲労強度の評価
   1. 疲労試験
   2. 破壊靱性試験
4. 非破壊評価
   1. 亀裂の検出と評価
   2. 残留応力の評価
5. 疲労強度向上のための表面改質
   1. 従来技術
      • a. ショットピーニング
      • b. ショット材の種類など
   2. 最新技術
      • a. キャビテーションピーニング
      • b. レーザピーニング
   3. SAE International AMEC-SEの紹介
6. ピーニングのその他の応用例
   1. 応力腐食割れ抑止
   2. 水素脆化抑止