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数値解析による余寿命評価

方法

・まず対象となる機器から健全部および損傷部の微小サンプルを採取する。
・微小サンプルを十分研磨して電界放射型走査型電子顕微鏡(FE-SEM)内で後方電子散乱回折像(EBSP)を計測する。
・上記の回折像から結晶粒毎の方位差を求め、計測全領域(1~2mm程度)の平均方位差GAMを求める。
・その材料のクリープデータ(クリープ構成式)、低サイクル疲労データ(Manson-Coffin則)を用いて平均方位差と寿命の関係を得、これを余寿命診断のマスターカーブに使用する。

試験装置・ソフト

・FE-SEM
・OIMシステム(TSL社)

イメージ ※クリックすると拡大します。

  • 図1)クリープ損傷比と粒平均方位差(GAM)マップ
  • 図2)クリープに伴う粒平均方位差の変化 とクリープ曲線の対応
  • 図3)クリープ余寿命推定のための粒平均方位差-寿命ダイアグラム

特徴

直接実機から採取した微小サンプルを用いて、物理解析的手法であるEBSP(後方散乱電子回折像)によって、その部材に生じた歪、クリープ損傷、低サイクル疲労損傷度を定性的に評価できる。さらにその材料の基本クリープ特性、低サイクル疲労特性を用いることにより、それぞれ任意の応力、任意の歪範囲毎の損傷パラメータと寿命関係(マスターカーブ)が得られ、余寿命推定に使用できる。

実施例

・SUS316のクリープ損傷度評価
・SUS316の低サイクル疲労損傷の評価
・ガスタービン用超合金のクリープ損傷評価と実機動翼の損傷度推定
・ロックウェル圧痕周辺の局部歪推定

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