JP2009529135A5 - - Google Patents

Description

２．３）コメント
実際には、部品の疲労強度は、特に表面の幾何学的輪郭線の影響を受ける可能性がある。この輪郭線の形状に起伏があると、疲労による亀裂の開始または伝播に影響がある。しかし起伏を考慮したモデルはそうした起伏の実際の形状から出発しておらず、輪郭測定の単純化した幾何学的記述から出発している。この記述から生まれるパラメータは多数あるが、そのどれひとつとして、そのパラメータを用いる力学モデルがあらゆるタイプの起伏で適切であることを保証することはできない。ある場合にはあるパラメータを使用することが適切であり、別の場合には別のパラメータが適切であるため、実験だけが事後的に決着をつけることができる。したがってあらかじめ試験することなく疲労強度の特徴を明らかにすることはできない。

表面について得られた輪郭線から幾何学的係数（例えば粗さ係数）を決定する操作を経由せずに応力場を直接推定しているため、起伏がある場合にどの幾何学的モデルによってもその起伏が無視されないことを取り入れて挙動を推定できることに注意されたい。

本発明の場合によっては組み合わされる有利な特徴によれば、
ある領域の表面の輪郭線を特徴づけるデータの測定（または採取）ステップは、実際には公知のあらゆる探触装置によってその領域の幾何学的輪郭線を測定するサブステップを含んでいる；しかし他の技術（特に、純粋に光学的、電気的、音響的、熱的な技術）を利用することも考えられる。
この輪郭線を特徴づけるデータの採取／測定ステップはサンプリングを行なうサブステップを含んでいるため、必要な記憶用メモリのサイズを小さくできるが、表面の起伏が完全に無視されるおそれはない；サンプリングを行なうこのサブステップは、表面の輪郭線を特徴づけるデータの数を少なくとも１桁少なくするように構成されている；しかし計算手段に余裕があれば、サンプリングを行なわないことも考えられる。
この輪郭線を特徴づけるデータの測定ステップは、例えば部品の傾斜効果または幾何学的形状（例えば円筒形部品では、その直径と結び付いた曲率）の効果を除去するためフィルタリングを行なうサブステップを含んでいる。
この輪郭線を特徴づけるデータの測定ステップは、計算モデルに応じた調節を行なうサブステップを含んでいる。するとその計算モデルで必要とされる形式を確実に守ることができる。
データに適用する計算モデルは、有限要素またはその変形（ＸＦＥＭ、ＢＡＲＳＯＯＭなど）による計算モデルである。これはよくわかった計算道具に対応する；しかし他の計算モデル（特に、特別な数値モデル、有限差またはスペクトル差、積分法などの他の数値法）も考えられる。
計算モデルには部品の厚さが取り込まれる；この厚さは、上記領域の表面の下方に少なくとも０．５ｍｍであることが望ましく、少なくとも１ｍｍであることがより好ましい。これは、調べている表面の輪郭線がどのようなものであれ、応力場を正確に推定するのにまったく十分であるように思われる；しかしこの厚さは、ケースごとに従来技術で最適化することができる。
計算モデルは、それぞれの計算要素（有限要素、または使用するモデルの数値要素など）について、上記領域の少なくとも２本または３本の主要軸に沿った応力の値を決定する。すると１本の軸だけの場合よりも応力場をうまく推定することができる。
計算モデルは、部品の上記領域の縁部から少なくともゼロではない距離（例えば縁部から少なくとも１ｍｍ）にしか適用されないため、縁部の効果が回避される（計算モデルにその効果を含めうる場合は除く）。
疲労に関する挙動の特徴的な数値は、最大応力集中係数である。これは、幾何学的モデルと力学的モデルを同時に利用した実際の一連の測定によって与えられるものに対応している；厚さ内の応力分布などの他の数値は、本発明で用いる数値モデルから容易に得ることができる。

したがって、本発明で提案する一連の測定は、力学的負荷を受けることになる部品の表面状態の品質の指標を提供できることがわかる。この一連の測定は、幾何学的パラメータを経由することがないため、特別な起伏などが部品の寿命に及ぼす影響をあらかじめ知る必要がないという利点を有する。