理工学部

精密機械工学科

繰返し応力のもとで起こる破壊，すなわち疲労破壊は多くの材料において認められる。鉄鋼材料などでは，ある繰返し応力のもとで10⁷サイクルたっても破壊しなければ，その応力条件下では疲労破壊は起こらないとされ，そのような応力の上限を疲労限と呼んでいる。しかし近年，強度の高い鋼や高温における鋼の疲労では，10⁷サイクル以降10⁸サイクル，10⁹サイクルといった長寿命域で疲労破壊の起こることが確認されるようになった。機器の安全性を確保するため，そのような疲労破壊の破壊機構を実験的に解明することに取り組んでいる。

材料の基本的な力学的性質である弾性係数は，一般に材料の組織に対して鈍感な性質として扱われているが，化学組成や熱処理条件によりわずかではあるが敏感に変化することも明らかにされている。軽量化などのために，機械や構造物に対し限界の設計が求められている昨今，弾性係数に対しても厳密な値が必要とされている。ここでは主に超音波パルス法により弾性係数を測定し，金属材料の弾性係数に影響をおよぼす因子とそのメカニズムの解明を進めている。

ばねや歯車などの繰返し荷重を受ける機械要素に対しては，疲労破壊の防止を図るために，表面に圧縮の残留応力が発生するショットピーニング加工を施すことがある。ショットピーニング加工の条件により発生する残留応力の分布は異なるが，発生する残留応力分布を評価する手法の開発を進めている。