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

宮下 大輔*; 竹田 和也*; 大谷 眞一*; 佐野 雄二*; 斎藤 利之*; 秋田 貢一

Miyashita, Daisuke*; Takeda, Kazuya*; Oya, Shinichi*; Sano, Yuji*; Saito, Toshiyuki*; Akita, Koichi

表面圧縮残留応力の緩和は、引張応力を負荷した場合には、表面圧縮残留応力にバランスしている内部の引張残留応力領域において、また、圧縮荷重が作用した場合は、表面下の最大圧縮残留応力が発生している領域において、塑性変形が生じることで緩和する。引張,圧縮のいずれの場合も、表面の合計応力(=残留応力+負荷応力)が、材料の降伏点よりも低い時点で残留応力緩和が始まる。この原因は、塑性変形により残留応力が再配分されるためである。本研究での考察はすべて材料の機械的変形挙動に基づいており、したがって、本研究で得られた結論は、機械的な表面処理によって導入した圧縮残留応力の挙動に適用可能と考えられる。

The surface residual stress relaxation under tensile loading occurred when the plastic-deformation started at the inside of material where the balancing tensile residual stress existed. Under the compressive loading, the surface residual stress relaxation started due to the plastic deformation beneath the surface where the maximum compressive residual stress existed. The plastic deformation at the inside of material caused the redistribution of the residual stress and resulted in the relaxation of the surface residual stress. For both tensile and compressive loading, the surface compressive residual stress relaxation occurred before the total stress (= (residual stress) + (applied stress)) at the surface reached to the yield condition. The conclusions of this study are thought to be able to apply to the behavior of the residual stress under the mechanical loading on metallic materials treated by any mechanical surface treatment.