■6月16日(火)開催「金属材料の疲労破壊メカニズムと疲労設計」

富山大学　学術研究部工学系　教授　博士(工学)　小熊 規泰　氏

専門：金属疲労、トライボロジー、強度設計
所属学会：日本機械学会（フェロー）、日本材料学会（信頼性工学部門委員会委員長、材料強度信頼性分科会委員）、日本設計工学会（北陸支部相談役）、日本トライボロジー学会、日本鉄鋼協会、日本工学教育協会
 

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■7月16日(木)開催「金属破面解析（フラクトグラフィ）の基礎と破損原因・破壊機構の推定」

国立研究開発法人物質・材料研究機構　特任研究員　工学博士　長島 伸夫　氏

専門：材料力学　金属疲労
日本材料学会（疲労部門委員会　幹事、フラクトグラフィ部門委員会　幹事）
日本ばね学会　ばね等の破面解析研究委員会　副委員長
ばねのフラクトグラフィ・事例集付き（日本ばね学会　ばね等の破面解析研究委員会編　Amazon通販　書籍5500円）
ホームページ：
https://samurai.nims.go.jp/profiles/nagashima_nobuo?locale=ja
https://nrid.nii.ac.jp/ja/nrid/1000030354252/

■6月16日(火)開催

「金属材料の疲労破壊メカニズムと疲労設計」

　機械部品の想定外の破損はシステムの故障を招くばかりでなく、人命や環境に多大なる危害を及ぼす重大事故につながる可能性を秘めています。十分な信頼性をもった構造物や製品を設計・製作することは製造側の当然の義務でありますが、経済的観点に立脚すれば過剰品質は避ける傾向となります。また、大局的な視点から、省エネルギー・環境負荷低減のための製品の長期使用とその信頼性確保は重要な課題であります。
　そこで、製品の設計～製作～運用の各フェーズにおける信頼性確保が重要でありますが、本セミナーでは「ものづくり」の上流にある設計段階における信頼性について、中でも長期使用にとって極めて重要な疲労設計について、現象論と設計の考え方について紹介します。さらに、近年世界中で注目されている超高サイクル疲労について、そのメカニズム（諸説あり）について解説するとともに、これまでの疲労設計法の見直しの必要性について触れさせていただきます。

【得られる知識】
・金属部品がどのように壊れたかを理解する力の修得
・製品の疲労設計のために知っておくべき基礎知識
・製品の長期使用のための設計手法（メンテナンスを含む）の選択肢

【対象】
機械部品、機械システムの設計・製作業務に携わっている若手技術者から中堅技術者の方

１．材料の破壊とは
　1.1 材料と静的破壊
　1.2 破壊を支配する応力
　1.3 材料の限界値と破壊の遷移
 
２．疲労破壊の基礎知識
　2.1 疲労現象と有名な事故
　2.2 基本的（力学的）な疲労メカニズム
　2.3 S-N曲線と疲労強度に対する影響因子
　　2.3.1 平均応力
　　2.3.2 残留応力
　　2.3.3 切欠き効果
　　2.3.4 寸法効果
　　2.3.5 表面粗さ
　　2.3.6 環境因子（熱化学的因子）
　2.4 特徴的疲労破面様相
　2.5 疲労強度の改善事例
 
３．疲労設計の基礎
　3.1 外力－強度モデル
　3.2 設計思想
　　3.2.1 応力－ひずみベース設計
　　3.2.2 フェールセーフ設計
　　3.2.3 き裂ベース設計
　3.3 安全率と設計係数
 
４．超高サイクル疲労と今後の課題
　4.1 疲労き裂発生起点の遷移
　4.2 破壊起点の特徴的様相
　4.3 従来設計法で長期使用信頼性が保証できるか？

　□ 質疑応答 □

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■7月16日(木)開催

「金属破面解析（フラクトグラフィ）の基礎と破損原因・破壊機構の推定」

　通常、機械構造物は安全係数をかけた壊れにくい設計がされている。しかしながら，長期間使用による材料の変質や疲労破壊などにより不具合が生じる。従って、それらを維持するための保守・保全を行うためには、主要部材である金属材料の破壊現象を知ることが重要である。
　金属部品の破壊原因を推定する最も有効な手法は、フラクトグラフィ（破面解析）である。フラクトグラフィとは、破面の目視等によるマクロ観察や電子顕微鏡によるミクロ観察によって、疲労破壊や応力腐食割れといった破壊機構を推定する技術である。一方、金属の破壊機構は多数あり、破面様相から破壊機構を推定するには、ある程度の経験・技術・知識が必要となる。
近年注目されている機械学習は破面写真を学習させることにより、自動認識が可能なレベルまできている。経験の浅い技術者のサポートツールとして期待される。
　本講座では、材料強度学と疲労強度学の基礎について述べ、破壊と材料強度の関係について説明する。次に、フラクトグラフィを用いて破損解析を実施するために守るべき破面の取り扱い方、各種の破壊モードについて解説し、疲労強度設計の基礎と初歩的なフラクトグラフィ技術の習得を目的とする。最後にマイクロソフトから無料で提供されている機械学習ツールlobeを用いた画像認識について紹介する。

【得られる知識】
・材料強度学ならびに疲労強度学の基礎知識
・破面解析技術の基礎知識

【対象】
・機械・金属・自動車・航空宇宙産業・重機・車両・建設関連の技術者の方
・不具合対策などに携わる技術者の方

１．材料力学の基礎
　1.1 力と応力
　1.2 変形量とひずみ
　1.3 応力とひずみの関係
　1.4 曲げ応力
 
２．疲労強度学
　2.1 疲労の基礎
　2.2 S-N曲線と疲労限度
　2.3 切り欠きの影響
　2.4 平均応力の影響
　2.5 その他の影響因子
　2.6 疲労設計の基礎
 
３．各種破壊現象について
　3.1 静的破壊
　　3.1.1 延性破壊と脆性破壊
　　3.1.2 延性―脆性遷移
　3.2 疲労破壊
 
４．フラクトグラフィ技術
　4.1 フラクトグラフィの手順
　4.2 マクロフラクトグラフィ
　　4.2.1 延性破壊
　　4.2.2 脆性破壊
　　4.2.3 疲労破壊
　4.3 ミクロフラクトグラフィ
　　4.3.1 ミクロフラクトグラフィ観察機器の遍歴
　　4.3.2 ミクロフラクトグラフィを活用した疲労損傷解析
　　4.3.3 ストライエーションから応力範囲と繰り返し数を推定する
 
５．破面解析による事故解析事例
　5.1 JAL123便墜落事故
　5.2 高速増殖炉「もんじゅ」ナトリウム漏洩事故
　5.3 HⅡロケット8号機打ち上げ失敗
 
６．機械学習モデルlobeを用いた破面解析手法の紹介

　□ 質疑応答 □