徳島大学 教育・研究者情報データベース(EDB)

1. 徳島大学.工学部.機械工学科.生産システム講座(〜2023年3月31日)

1. (英) Nisiike Makoto

   役割	任意	共著
   貢献度	任意
   学籍番号	推奨

2. 英 崇夫

   役割	任意	共著
   貢献度	任意
   学籍番号	推奨

3. 日下 一也([徳島大学.大学院社会産業理工学研究部.理工学域.機械科学系.生産工学分野]/[徳島大学.理工学部.理工学科.機械科学コース.生産工学講座])

   役割	任意	共著
   貢献度	任意
   学籍番号	推奨

(英) X-Ray Evaluation of Laser-Peened Aluminum Surface

(英) Shot peening is a technique that improves the surface properties of materials by inducing compressive residual stress and work hardening in the surface layer. It has been practiced in a broad range of engineering fields, in particular for machine parts that are subject to cyclic loading. Laser peening has recently been developed as a new surface modification technique. When a high-energy pulse laser irradiates a material surface submerged in water, high pressure plasma is generated immediately in front of the surface. The plasma induces impulse waves that penetrate into the surface layer. In the present study, a second harmonic generation of Yttrium-Aluminum-Garnet (YAG) laser passing through water was used irradiate the surface of aluminum specimens. The effect of pulse energy and laser focus point on surface modification was investigated. The residual stress that developed as a result of laser peening was evaluated by X-ray stress measurement. The following results were obtained: (1) high laser power, 7.0, developed plastic deformation and residual stress; (2) when the laser beam was converged in front of the surface, compressive residual stress was induced, whereas tensile residual stress was induced when the focus was beyond the surface; (3) the surface roughness was higher for focusing in front of the surface than for beyond; (4) the hardened depth was estimated to be about 10 μm at the laser power of 7.0.

(日) ショットピーニングは，表面層に圧縮残留応力を発生させ，硬くすることによって材料の表面特性を改善する技術である．これは幅広い工学分野，特に，繰り返し負荷を受ける機械部品に実施された．近年，レーザピーニングは新しい表面改質技術として開発された．高エネルギパルスレーザを水中に設置した材料表面に照射すると，直ちに高圧プラズマが材料表面に生成される．プラズマは表面層から内部へ浸透する衝撃波を誘起する．本研究ではYAGレーザ第2高調波を使用し，水中に固定した試料に照射した．表面特性のパルスエネルギおよび焦点位置依存性を調べた．ピーニングの結果発生する残留応力をX線応力測定により評価した．次の結果が得られた．(1)7.0の高レーザ出力で塑性変形と残留応力が発生した．(2)表面前方でレーザビームを集光させたとき，圧縮応力が増加した．一方，表面後方で集光させたときには引張残留応力が発生した．(3)表面粗さは，表面後方で焦点を結ぶよりも前方で結ぶ方が大きくなる．(4)硬化の深さは，7.0のレーザ出力で約10μmであると評価した．