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林 眞琴*; 大城戸 忍*; 鈴木 裕士
Quantum Beam Science (Internet), 4(2), p.18_1 - 18_12, 2020/06
In materials with a surface treatment such as shot peening, the residual stress gradient in the surface layer is severe. When measuring the residual stress distribution near the surface with a severe stress gradient by the neutron diffraction method, the gauge volume must be removed from the measurement sample. However, when the gauge volume deviates from the sample, a pseudo peak shift occurs and accurate stress distribution cannot be evaluated. Therefore, it is necessary to evaluate the pseudo peak shift in advance under the same conditions, as in the case of actual residual stress measurement, using a sample in an unstressed state. In this study, the stress distributions in the surface layer of a type 304 stainless steel plate and bar with simulated stress-corrosion cracks which were subjected to water jet peening - giving a surface layer residual stress equivalent better than that of normal shot peening - were evaluated considering the pseudo peak shift. As a result, the residual stress distributions in the surface layer were measured in good agreement with the measurement result obtained by the sequential polishing X-ray diffraction method. It was clarified that the residual stress distribution in the near surface with steep stress gradient can be evaluated by the neutron diffraction method.
林 眞琴*; 大城戸 忍*; 森井 幸生; 皆川 宣明
Materials Science Research International, Special Technical Publication, 1, p.418 - 423, 2001/05
中性子の進入深さは、X線に比べ大きい。ステンレス鋼の配管等では10mm厚の管壁は十分に測定可能である。そのため、中性子回折法により応力腐食割れ、疲労き裂進展の応力による変化を求め寿命予測を行うことができる。日本では、このような目的研究を含んで、日本原子力研究所のJRR-3M原子炉中に残留応力解析用中性子回折装置が設置され研究が進展している。ここでは、今まで行われてきた研究として、弾性定数の指数依存性に伴う弾性定数の求め方、き裂進展に伴う応力再分配の測定,集合組織を持つ材料で作られたアルミニウム冷やし填め試料の残留応力評価方法について発表する。
大城戸 忍*; 林 眞琴*; 森井 幸生; 皆川 宣明
Materials Science Research International, Special Technical Publication, 1, p.435 - 438, 2001/05
き裂進展が発生することにより、その材料内部の応力が再分布することは知られている。中性子回折法によりステンレス鋼304パイプ(内径
=97.1mm,厚さt=8.9nm)で作られた突合せ溶接継手配管を用い、放電加工により導入したき裂により再応力分布の状態を測定し評価した。導入したき裂は、配管内部にき裂深さaと試料厚さtの比率a/tが0.25及び0.5でアスペクト比a/cが0.1と0.5(cはき裂1/2長さ)である。き裂導入前の応力分布と、導入後の応力分布を比較するとともに、有限要素法による予測分布を比較し評価を行った。その結果き裂の最も深い点でのき裂に沿った残留応力分布がき裂先端部分で変化したにもかかわらずき裂途中部分では大きな変化がないことがわかった。
皆川 宣明; 盛合 敦; 斎藤 徹; 田中 啓介*; 秋庭 義明*; 林 眞琴*; 大城戸 忍*
日本材料学会第36回X線材料強度に関するシンポジウム講演論文集, p.263 - 265, 2000/09
中性子回折法により、VAMAS TWA-20で作成したインコロイIN718材両表面にショットピーニング加工を施したRound Robin試料の測定を行い、50~100
mの表面深さに残留する応力を測定した。VAMASは国際標準化のためのプロジェクトであり、測定方法、手順等を決めるための一環として各国研究機関で同一試料を持廻りで測定を行っている。その測定手法等を含み、本文中で紹介している。
林 真琴*; 大城戸 忍*; 皆川 宣明; 森井 幸生
材料, 47(4), p.420 - 426, 1998/04
構造物内部の残留応力を測定するためには、中性子回折法が必要不可欠である。JRR-3中性子導管のT2-1ポートに応力測定を目的とした中性子回折装置を設置し、測定を開始した。一次元検出器を用いた計測システムにより1/100度の精度で回折パターンを得ることが出来る。この装置を用い、曲率半径40mmで曲げ塑性変形を加えた厚さ10mmの炭素鋼板材料の内部残留応力測定を行い、中央部内面から外面までの残留応力分布を求めた。その結果、内面と外面の板面における残留応力絶対値は120~180MPaであることが分かった。今後亀裂の進展、余寿命の予測等が可能になると期待でき、材料工学、機械工学分野で中性子回折による非破壊残留応力測定は大きな役割を果たすと考えられる。
