JP6546420B2 - フレッティング疲労評価方法 - Google Patents
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Description
評価対象部材と、前記評価対象部材の接触面に接触する接触部材とが接触した状態でモデル化された接触部材モデルに基づいてフレッティング疲労を評価するフレッティング疲労評価方法であって、
前記フレッティング疲労評価方法は、
前記接触部材モデルにおける前記接触面を含む領域を複数の要素に分割するためのメッシュサイズであって、前記評価に要求される評価精度に対応した要求メッシュサイズよりも粗い大きさとなる解析メッシュサイズを用いて前記接触部材モデルを生成するモデル生成ステップと、
前記接触部材モデルを解析することで、前記評価対象部材の接触面における応力分布を推定する応力分布推定ステップを含み、
前記応力分布推定ステップは、
前記接触部材モデルを解析することで、前記接触面から前記評価対象部材の内部方向における深さ位置と、前記深さ位置における応力値との組である解析点を、複数の異なる前記深さ位置において取得する解析点取得ステップと、
前記深さ位置が所定値以上となる前記解析点のうちから所定数を代表解析点として選択する代表解析点選択ステップと、
前記代表解析点に基づいて得られる前記深さ位置に対する応力分布を、前記要求メッシュサイズを用いた前記接触部材モデルの解析によって得られる前記深さ位置に対する応力分布に相当するものとして、前記評価対象部材の接触面の応力分布として決定する応力分布決定ステップと、を有する。
前記代表解析点選択ステップは、前記要求メッシュサイズを用いて生成される前記接触部材モデルの解析により得られる、複数の前記解析点からなる応力分布上の応力値と、前記解析メッシュサイズを用いて生成される前記接触部材モデルの解析により得られる、複数の前記解析点からなる応力分布上の応力値との同一の前記深さ位置における差分が所定の範囲内となる前記深さ位置を、前記所定値として、前記代表解析点を選択する。
上記(2)の構成によれば、代表解析点として採用される解析点を選択する基準(上記の所定値)が、要求メッシュサイズを用いた解析により得られる応力値と、解析メッシュサイズを用いた解析により得られる応力値とが一致するような深さ位置rを有する解析点とされる。つまり、解析メッシュサイズを用いた解析により得られた代表解析点は、要求メッシュサイズを用いることで得られる解析点と同様な値となり、その代表解析点から応力分布が求められることになる。このため、解析メッシュサイズを用いて解析することで、より細かい要求メッシュサイズを用いるのと同等の解析結果を得ることができ、応力分布の推定精度を維持しつつ、解析時間を短縮することができる。
前記解析メッシュサイズは、前記解析メッシュサイズを用いた前記接触モデルの解析を通して得られる前記ピーク応力値と、前記要求メッシュサイズを用いた前記接触モデルの解析を通して得られる前記ピーク応力値との誤差が所定の範囲内となるように決定される。
上記(3)の構成によれば、解析メッシュサイズを適切に設定することにより、応力分布の推定精度を維持しながら、解析時間を短縮することができる。
前記代表解析点には、前記深さ位置rが前記所定値となる前記解析点が含まれる。
上記(4)の構成によれば、接触面により近い解析点を用いることにより、要求される推定精度での上記の応力分布を取得することが可能と共に、推定精度を向上させることができる。
前記代表解析点は、連続する前記解析点から選択される。
上記(5)の構成によれば、要求される推定精度での上記の応力分布を取得することができる。
前記代表解析点に含まれる前記解析点の数となる前記所定数は3つである。
上記(6)の構成によれば、要求される推定精度での上記の応力分布を取得することができる。
前記要求メッシュサイズは10μmであり、
前記解析メッシュサイズは250μm以下である。
上記(7)の構成によれば、10μmのメッシュサイズSを用いたモデルによる解析精度が、250μmのメッシュサイズSを用いたモデルの解析によって得ることができる。また、解析時間を大幅に短縮することができる。
前記代表解析点が選択される前記深さ位置の範囲となる前記所定値は750μmである。
上記(8)の構成によれば、要求される推定精度の上記の応力分布を取得することができる。
前記代表解析点が選択される前記深さ位置の範囲となる前記所定値は、前記評価対象部材の前記接触面から3つめの前記解析点である。
上記(9)の構成によれば、要求される推定精度の上記の応力分布を取得することができる。
前記評価対象部材の接触面における応力分布に基づいて応力拡大係数を求める応力拡大係数取得ステップと、
前記応力拡大係数に基づいて取得される応力拡大係数範囲と所定のクライテリアとを比較することで前記評価対象部材の接触面におけるフレッティング疲労を評価する評価ステップと、をさらに備える。
上記(10)の構成によれば、応力拡大係数に基づいて、評価対象部材のフレッティング疲労やその安全性を評価することができる。
例えば、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
例えば、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
一方、一の構成要素を「備える」、「具える」、「具備する」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
σ(r)=H・r^(-λ)・・・(1)
1a 接触面
2 上部冠(接触部材)
2a 接触面
31 ボルト
32 ボルト
4 接触部材モデル
5 フレッティング疲労評価装置
51 CPU
52 メモリ
53 補助記憶装置
54 通信インタフェース
55 入出力インタフェース
56 内部通信線
57 キーボード
58 マウス
59 表示装置
6 フレッティング疲労評価プログラム
61 モデル生成部
62 モデル解析部
63 評価部
9 き裂
P 解析点
Pe 代表解析点
S メッシュサイズ
Sr 要求メッシュサイズ
Sa 解析メッシュサイズ
r 深さ位置
σap ピーク応力
Claims (10)
- 評価対象部材と、前記評価対象部材の接触面に接触する接触部材とが接触した状態でモデル化された接触部材モデルに基づいてフレッティング疲労を評価するフレッティング疲労評価方法であって、
前記フレッティング疲労評価方法は、
前記接触部材モデルにおける前記接触面を含む領域を複数の要素に分割するためのメッシュサイズであって、前記評価に要求される評価精度に対応した要求メッシュサイズよりも粗い大きさとなる解析メッシュサイズを用いて前記接触部材モデルを生成するモデル生成ステップと、
前記接触部材モデルを解析することで、前記評価対象部材の接触面からの内部方向における応力分布を推定する応力分布推定ステップを含み、
前記応力分布推定ステップは、
前記接触部材モデルを解析することで、前記評価対象部材の前記接触面からの内部方向における深さ位置と、前記深さ位置における応力値との組である解析点を、複数の異なる前記深さ位置において取得する解析点取得ステップと、
前記深さ位置が所定値以上となる前記解析点のうちから所定数を代表解析点として選択する代表解析点選択ステップと、
前記代表解析点に基づいて得られる前記深さ位置に対する応力分布を、前記評価対象部材の接触面からの内部方向における応力分布として決定する応力分布決定ステップと、を有することを特徴とするフレッティング疲労評価方法。 - 前記代表解析点選択ステップは、前記要求メッシュサイズを用いて生成される前記接触部材モデルの解析により得られる、複数の前記解析点からなる応力分布上の応力値と、前記解析メッシュサイズを用いて生成される前記接触部材モデルの解析により得られる、複数の前記解析点からなる応力分布上の応力値との同一の前記深さ位置における差分が所定の範囲内となる前記深さ位置を、前記所定値として、前記代表解析点を選択することを特徴とする請求項1に記載のフレッティング疲労評価方法。
- 前記解析メッシュサイズは、前記解析メッシュサイズを用いた前記接触部材モデルの解析を通して得られるピーク応力値と、前記要求メッシュサイズを用いた前記接触部材モデルの解析を通して得られるピーク応力値との誤差が所定の範囲内となるように決定されることを特徴とする請求項1または2に記載のフレッティング疲労評価方法。
- 前記代表解析点には、前記深さ位置が前記所定値となる前記解析点が含まれることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載のフレッティング疲労評価方法。
- 前記代表解析点は、連続する前記解析点から選択されることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載のフレッティング疲労評価方法。
- 前記代表解析点に含まれる前記解析点の数となる前記所定数は3つであることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載のフレッティング疲労評価方法。
- 前記要求メッシュサイズは10μmであり、
前記解析メッシュサイズは250μm以下であることを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載のフレッティング疲労評価方法。 - 前記代表解析点が選択される前記深さ位置の範囲となる前記所定値は750μmであることを特徴とする請求項7に記載のフレッティング疲労評価方法。
- 前記代表解析点が選択される前記深さ位置の範囲となる前記所定値は、前記評価対象部材の前記接触面から3つめの前記解析点であることを特徴とする請求項7に記載のフレッティング疲労評価方法。
- 前記評価対象部材の接触面における応力分布に基づいて応力拡大係数を求める応力拡大係数取得ステップと、
前記応力拡大係数に基づいて取得される応力拡大係数範囲と所定のクライテリアとを比較することで前記評価対象部材の接触面におけるフレッティング疲労を評価する評価ステップと、をさらに備えることを特徴とする請求項1〜9のいずれか1項に記載のフレッティング疲労評価方法。
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JP2015059464A JP6546420B2 (ja) | 2015-03-23 | 2015-03-23 | フレッティング疲労評価方法 |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2015059464A JP6546420B2 (ja) | 2015-03-23 | 2015-03-23 | フレッティング疲労評価方法 |
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Publication Number | Publication Date |
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JP2016180597A JP2016180597A (ja) | 2016-10-13 |
JP6546420B2 true JP6546420B2 (ja) | 2019-07-17 |
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ID=57132665
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015059464A Active JP6546420B2 (ja) | 2015-03-23 | 2015-03-23 | フレッティング疲労評価方法 |
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