Relaxation behavior of residual stress under mechanical loading investigated by neutron and X-ray diffraction

機械的負荷における残留応力緩和挙動の中性子及びX線回折による検討

秋田 貢一; 竹田 和也*; 佐野 雄二*; 大谷 眞一*

Akita, Koichi; Takeda, Kazuya*; Sano, Yuji*; Oya, Shinichi*

本研究では、中性子回折,X線回折及び有限要素法解析を用いて、表面圧縮残留応力の機械的負荷に対する緩和過程を検討した。供試材は、構造用鋼SM41(降伏点286MPa)である。表面圧縮残留応力の緩和は引張応力が187MPaの時点から生じたが、この時点では表面の塑性変形は生じていなかった。この残留応力緩和は、板厚中心近傍の塑性変形により残留応力が再配分した結果生じたことがわかった。以上から、引張負荷における表面圧縮残留応力の緩和挙動を明らかにするためには、内部引張残留応力の大きさと分布を把握することが重要であることを示した。

In this study, the relaxation process of the surface compressive residual stress under mechanical loading was analyzed using neutron and X-ray diffraction techniques and an elasto-plastic finite element model. The material used was a structural steel SM41 (Yield stress of SM41:Sy=286 MPa). The relaxation of the surface compressive residual stress was started at 187 MPa of tensile stress although the stress of the surface layer did not reach the yield stress, which would be caused by the re-distribution of the residual stress due to the plastic deformation of the center region. It was cralified that the Understanding of the magnitude and distribution of the balancing tensile residual stress was very important to evaluate the relaxation of the surface compressive residual stress against tensile applied stress.