号数ばね論文集53号（2008年）
ページ数pp.57-66
種類共同研究
論文名ばねの許容欠陥寸法に関する研究委員会報告
TitleThe Research Committee Report of the Acceptable Defect Size for Spring Steel
著者ばねの許容欠陥寸法に関する研究委員会
AuthorAcceptable Defect size Research Committee
抄録"材料の許容欠陥寸法は高強度になるほど小さくなることが知られている．ショットピーニングを行うことによって，許容欠陥寸法を拡大することができれば，ばね用材料の信頼性を高めるとともに，ばねの製造コストの低減が見込める．そこで，本研究委員会では，表面欠陥を有するばね鋼(SUP9A)の疲労限度向上に対するショットピーニングの効果を明らかにすることを目的とした． 直径がφ0.2mm〜φ0.8mmの人工ドリル穴または直径がφ0.3mmおよびφ0.6mmの半円スリットを試験片表面に導入後，ショットピーニング(SP)または応力ショットピーニング(SSP)を施した．これらの試験片を用いて，平面曲げ疲労試験またはねじり疲労試験を行った．SPまたはSSPを行なうことにより，人工表面欠陥を有する材料の疲労限度が大幅に向上することが明らかとなった．さらに，SPまたはSSPを施すことにより，疲労限度上，無害化可能な欠陥寸法を明らかにした． 表面欠陥を有する鋼の疲労限度を評価するために，疲労限度評価線図(FLAD)を提案した．過去の実験データと比較することにより，FLADの妥当性を検討した．"
AbstractIt is known that the acceptable defect size of steel is smaller for materials having a higher strength. If the acceptable defect size can be increased by shot peening, the reliability of spring could be raised, and it can be anticipated the decrease of production cost of the spring. Then, at this research committee the effects of shot peening on the fatigue strength of spring steel specimens (SUP9A) containing an artificial small hole were investigated. Shot peening (SP) or stress shot peening (SSP) were carried out with the specimens containing an artificial drilled hole 0.2-0.8 mm diameter or a semi-circular slit with 0.3 and 0.6 mm surface length. Then, bending or torsional fatigue tests were carried out with these specimens. SP and SSP improve substantially the fatigue strengths of specimens containing an artificial small hole. Furthermore, the sizes of surface defects, which can be acceptable, by SP or SSP were discussed from the viewpoint of fatigue limit. In order to assess the fatigue limit of spring steel, which possesses surface defects, the fatigue limit assessment diagram (FLAD) was proposed based on the Dugdale model, and the cyclic crack tip opening displacement criterion. The validity of the FLAD was discussed comparing with the past literature data.
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Key Wordsfatigue strength, bending, shot peening, spring steel(SUP9A), residual stress, surface defect