Stability of residual stress induced by laser peening under cyclic mechanical loading

レーザーピーニング誘起残留応力の繰返し機械的負荷における安定性

佐野 雄二*; 秋田 貢一; 竹田 和也*; 角谷 利恵*; 田澤 俊幸*; 齋藤 利之*; 楢崎 千尋*

Sano, Yuji*; Akita, Koichi; Takeda, Kazuya*; Sumiya, Rie*; Tazawa, Toshiyuki*; Saito, Toshiyuki*; Narazaki, Chihiro*

本研究の目的は、レーザーピーニングによって圧縮残留応力を導入した高強度アルミ合金A2024-T3,低炭素オーステナイトステンレス鋼SUS316L及びニッケル基合金Alloy600における残留応力の外部負荷による挙動を調査した。表面残留応力は、繰り返し単軸負荷を適宜中断してX線回折によって測定した。レーザーピーニング誘起残留応力は、応力比0.1で最大応力が0.2パーセント耐力を越える場合に、負荷の第一サイクル目で大きく緩和した。応力比-1の場合の主な残留応力緩和は、負荷第一サイクルの圧縮荷重が負荷された際に生じた。本研究の実験条件では、最大負荷応力が降伏点を越えてもなお表面では圧縮残留応力が維持されていた。

The purpose of this paper is to investigate the behavior of compressive residual stress induced by laser peening under external loading on an age-hardened high-strength aluminum alloy A2024-T3, a low-carbon austenitic stainless steel SUS316L (Type 316L) and a nickel-based alloy NCF600 (Alloy 600). The surface residual stress was measured intermittently by X-ray diffraction during cyclic uniaxial loading. The compressive residual stress due to laser peening significantly decreased during the first few cycles at stress ratio of 0.1 with the maximum loading stress exceeding the 0.2 per cent yield stress. Under symmetric loading at the stress ratio of -1 to A2024-T3, a major decrease took place in the compression side of the first loading cycle. The surface residual stresses remained in compression within all the extent of the present experiments, even if the maximum loading stress exceeded the yield stress of the materials.