等二軸疲労のための膜圧式疲労試験装置の開発

摘要

本研究では，等二軸疲労荷重下での疲労試験を行うため，円盤型の試験片を用いる新たな試験装置（以下，膜圧式疲労試験装置とよぶ）の開発を試みた．円盤型の試験片を円形の膜と見立て，膜の片側に圧力を負荷し，シャボン玉をふくらませるように膜全体を膨張させる．これにより，膜の中心近傍に等二軸荷重を発生させることができる．そして，膜の両面に交互に圧力を負荷することで，等二軸疲労荷重を負荷することが可能となる．この方法では，軸対称の試験片を用いることで，特別な制御を行うことなく等二軸疲労荷重を負荷でき，また，空気圧によって膜圧を負荷する構造とすることで，比較的簡便に試験装置を製作することができる．まず，膜圧式疲労試験装置の製作を行うとともに，試験片形状の検討を行った．そして，炭素鋼を用いて疲労試験を行い，等二軸疲労荷重下での疲労寿命について考察した．