機械・構造物の残留応力対策とその測定法

講師の言葉

機械加工、熱処理、溶接などの機械の製造工程で導入される残留応力は、材料の強度やひずみ(変形)に大きい影響を及ぼします。残留応力は古くから研究されているテーマであるにも拘わらず、その対策は十分にはとられておらず、これに起因する機械・構造物の破壊事故やひずみの問題がいまだに多く発生しているのが現状です。これは、材料に実際に生じている残留応力を精度よく測定することが難しい場合が多いことがその一つの理由であると考えられます。
　そこで、まず残留応力による事故の可能性を知るために、残留応力はどのようにして発生するのかを説明します。また残留応力に起因する種々の事故例と残留応力対策および残留応力除去法について講義します。
　残留応力を正しく測定するためには、マニュアルに従って測定するだけではなく、測定原理を理解することがどうしても必要です。このためには、応力やひずみが方向によってどのように変化するかを理解することが重要です。これを最も完璧にかつ簡潔に表したものが応力・ひずみテンソルの理論です。この講義ではこの理論をわかりやすく説明します。この理論は材料力学や材料工学に広く応用できます。
　多くの残留応力測定法は均一な応力分布の仮定に基づいていますが、実際の機械・構造物に導入されている残留応力は、均一な分布をもつことはほとんどありません。Ｘ線回折による残留応力測定法は結晶材料表面の局所の残留応力を非破壊的に測定できます。この講義では、Ｘ線回折を用いた残留応力測定法の基礎理論と残留応力の実測例などを説明します。さらに、ガウス曲線法を用いた回折線の広がりによる材料評価法について話します。この他に、残留応力測定に最も広く用いられているひずみゲージを使った穿孔法による残留応力測定法について講義します。
　皆さんがこの講義によって、機械・構造物の設計に当たって残留応力を考慮することの重要性をより深く認識していただくようになれば幸いです。

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