(57)【要約】【課題】高強度鋼で作成された部品のフレッティング疲労をより高い精度で評価すること。【解決手段】本発明に係るフレッティング疲労評価装置は、評価対象に作用する応力の繰返回数と表面粗さの情報と亀裂の発生の有無とを含む単位情報を複数の繰返回数で取得する情報取得部と、情報取得部が取得した条件を記憶する記憶部と、情報取得部で取得した情報と記憶部に記憶された情報に基づいて演算を行う演算部と、を備え、演算部は、評価対象に対応する複数の前記単位情報を抽出し、抽出した複数の単位情報に基づいて、表面粗さと前記評価対象に作用する応力の繰返回数との関係で亀裂が発生する亀裂発生条件を特定した評価基準データを作成する評価基準生成部を有する。【選択図】図１
2014163832.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
評価対象の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装置であって、
前記評価対象に作用する応力の繰返回数と表面粗さの情報と亀裂の発生の有無とを含む単位情報を複数の繰返回数で取得する情報取得部と、
前記情報取得部が取得した条件を記憶する記憶部と、
前記情報取得部で取得した情報と前記記憶部に記憶された情報に基づいて演算を行う演算部と、を備え、
前記演算部は、前記評価対象に対応する複数の前記単位情報を抽出し、抽出した複数の単位情報に基づいて、前記表面粗さと前記評価対象に作用する応力の繰返回数との関係で亀裂が発生する亀裂発生条件を特定した評価基準データを作成する評価基準生成部を有することを特徴とするフレッティング疲労評価装置。
【請求項２】
前記情報取得部は、前記評価対象の現時点での表面粗さを取得し、
前記記憶部は、前記評価基準生成部で作成された前記評価基準データを記憶し、
前記演算部は、取得した前記評価対象の情報に基づいて、前記評価対象の評価基準データを前記記憶部から読み出し、現時点での表面粗さと、前記評価基準データとに基づいて、前記評価対象のフレッティング疲労を評価する評価処理部を有することを特徴とするフレッティング疲労評価装置。
【請求項３】
前記評価基準生成部は、複数の前記単位情報に基づいて、前記応力の繰返回数と前記表面粗さとの関係のマスターカーブを算出し、
前記評価基準データは、前記評価基準データに前記マスターカーブを含み、
前記演算評価部は、現時点での表面粗さと、前記マスターカーブとに基づいて、前記評価対象の余寿命を算出することを特徴とする請求項２に記載のフレッティング疲労評価装置。
【請求項４】
前記情報取得部は、前記評価対象の現時点での前記表面粗さとともに応力の繰返回数を取得し、
前記演算評価部は、現時点での表面粗さと応力の繰返回数と、前記マスターカーブとを比較して前記評価基準データで評価できるかを判定し、前記評価基準データで評価できると判定した場合、前記余寿命を算出することを特徴とする請求項３に記載のフレッティング疲労評価装置。
【請求項５】
前記記憶部は、前記評価基準生成部で作成された複数の評価基準データを前記評価対象の条件毎に分類して記憶し、
前記演算部は、取得した前記評価対象の情報に基づいて、前記評価対象に対応する評価基準データを特定し、前記記憶部から読み出すことを特徴とする請求項２から４のいずれか一項に記載のフレッティング疲労評価装置。
【請求項６】
評価対象に作用する応力の繰返回数と表面粗さの情報と亀裂の発生の有無とを含む単位情報を複数の繰返回数で取得し、取得した条件を記憶するステップと、
前記評価対象に対応する複数の前記単位情報を抽出し、抽出した複数の単位情報に基づいて、前記表面粗さと前記評価対象に作用する応力の繰返回数との関係で亀裂が発生する亀裂発生条件を特定した評価基準データを作成するステップと、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。
【請求項７】
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装置に、
評価対象に作用する応力の繰返回数と表面粗さの情報と亀裂の発生の有無とを含む単位情報を複数の繰返回数で取得し、取得した条件を記憶するステップと、
前記評価対象に対応する複数の前記単位情報を抽出し、抽出した複数の単位情報に基づいて、前記表面粗さと前記評価対象に作用する応力の繰返回数との関係で亀裂が発生する亀裂発生条件を特定した評価基準データを作成するステップと、を実行させることを特徴とするフレッティング疲労評価プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、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装置、フレッティング疲労評価方法及びフレッティング疲労評価プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
回転機械や運転時に振動が発生する装置に生じる疲労には、部材と部材との接触面で繰り返し負荷が作用して生じるフレッティング疲労がある。フレッティング疲労を評価する方法としては、例えば、特許文献１や特許文献２に記載の方法が提案されている。
【０００３】
特許文献１には、試験片に対して所定の面圧をもって接触させるパッドと、このパッドおよび試験片を相対移動させる加振手段と、試験片のフレッティング疲労が発生する部分であってパッドとの接触部分以外に設けた歪ゲージと、を備えたフレッティング疲労試験装置が記載されている。また特許文献１には、このフレッティング疲労試験装置を用いて、試験片とパッドとの接触端部に生じるフレッティング疲労発生時のピーク応力を取得し、ピーク応力を用いてフレッティング疲労強度を推定する方法が記載されている。
【０００４】
特許文献２には、接触面圧を受ける部材からなる摺動部において、接触端に応力特異場理論を適用し、有限要素法解析から得られた最大主応力分布より求めた接触端に発生する応力特異場の強さ範囲と、き裂発生限界応力特異場の強さ範囲の比率を用いて、試験片で得られた疲労寿命を整理することにより実機の疲労寿命を予測するフレッテイング疲労評価方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−２８１１２１号公報
【特許文献１】特開２００２−３１０８６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ここで、特許文献１は、パッドと試験片とを相対移動させつつ加振し、ピーク応力に基づいて、フレッティング疲労強度を推定している。試験片を用いた試験では、相対移動量やピーク応力を計測することができるが、実際の装置に含まれる評価対象の相対移動時のすべり量と面圧とを高い精度で算出することが困難である。そのため、装置に含まれる部材のフレッティング疲労強度の推定の精度の向上に限界がある。また、評価対象のすべり量や面圧の算出に手間がかかるという問題がある。
【０００７】
また、特許文献２に記載の装置も計算により、最大主応力分布より求めた接触端に発生する応力特異場の強さ範囲、つまり局所応力を算出しているが、このような局所応力を高い精度で算出するのは困難である。そのため、装置に含まれる部材のフレッティング疲労強度の推定の精度の向上に限界がある。また、算出に手間がかかるという問題がある。
【０００８】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、フレッティング疲労を簡単かつ高い精度で評価することができるフレッティング疲労評価装置、フレッティング疲労評価方法及びフレッティング疲労評価プログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るフレッティング疲労評価装置は、評価対象の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装置であって、前記評価対象に作用する応力の繰返回数と表面粗さの情報と亀裂の発生の有無とを含む単位情報を複数の繰返回数で取得する情報取得部と、前記情報取得部が取得した条件を記憶する記憶部と、前記情報取得部で取得した情報と前記記憶部に記憶された情報に基づいて演算を行う演算部と、を備え、前記演算部は、前記評価対象に対応する複数の前記単位情報を抽出し、抽出した複数の単位情報に基づいて、前記表面粗さと前記評価対象に作用する応力の繰返回数との関係で亀裂が発生する亀裂発生条件を特定した評価基準データを作成する評価基準生成部を有することを特徴とする。
【００１０】
ここで、本発明の望ましい態様として、前記情報取得部は、前記評価対象の現時点での表面粗さを取得し、前記記憶部は、前記評価基準生成部で作成された前記評価基準データを記憶し、前記演算部は、取得した前記評価対象の情報に基づいて、前記評価対象の評価基準データを前記記憶部から読み出し、現時点での表面粗さと、前記評価基準データとに基づいて、前記評価対象のフレッティング疲労を評価する評価処理部を有する。
【００１１】
また、本発明の望ましい態様として、前記評価基準生成部は、複数の前記単位情報に基づいて、前記応力の繰返回数と前記表面粗さとの関係のマスターカーブを算出し、前記評価基準データは、前記評価基準データに前記マスターカーブを含み、前記演算評価部は、現時点での表面粗さと、前記マスターカーブとに基づいて、前記評価対象の余寿命を算出する。
【００１２】
ここで、本発明の望ましい態様として、前記情報取得部は、前記評価対象の現時点での前記表面粗さとともに応力の繰返回数を取得し、前記演算評価部は、現時点での表面粗さと応力の繰返回数と、前記マスターカーブとを比較して前記評価基準データで評価できるかを判定し、前記評価基準データで評価できると判定した場合、前記余寿命を算出する。
【００１３】
ここで、本発明の望ましい態様として、前記記憶部は、前記評価基準生成部で作成された複数の評価基準データを前記評価対象の条件毎に分類して記憶し、前記演算部は、取得した前記評価対象の情報に基づいて、前記評価対象に対応する評価基準データを特定し、前記記憶部から読み出す。
【００１４】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るフレッティング疲労評価方法は、評価対象に作用する応力の繰返回数と表面粗さの情報と亀裂の発生の有無とを含む単位情報を複数の繰返回数で取得し、取得した条件を記憶するステップと、前記評価対象に対応する複数の前記単位情報を抽出し、抽出した複数の単位情報に基づいて、前記表面粗さと前記評価対象に作用する応力の繰返回数との関係で亀裂が発生する亀裂発生条件を特定した評価基準データを作成するステップと、を有することを特徴とする。
【００１５】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るフレッティング疲労評価プログラムは、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装置に、評価対象に作用する応力の繰返回数と表面粗さの情報と亀裂の発生の有無とを含む単位情報を複数の繰返回数で取得し、取得した条件を記憶するステップと、前記評価対象に対応する複数の前記単位情報を抽出し、抽出した複数の単位情報に基づいて、前記表面粗さと前記評価対象に作用する応力の繰返回数との関係で亀裂が発生する亀裂発生条件を特定した評価基準データを作成するステップと、を実行させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係るフレッティング疲労評価装置、フレッティング疲労評価方法及びフレッティング疲労評価プログラムは、表面粗さと繰返回数にフレッティング疲労を評価することで、フレッティング疲労を簡単かつ高い精度で評価することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、本実施例に係る評価システムの構成を示すブロック図である。
【図２Ａ】図２Ａは、評価対象の部分を有する装置の一例の概略構成を示す斜視図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、図２Ａに示す装置の正面図である。
【図２Ｃ】図２Ｃは、図２Ａに示す装置の断面図である。
【図３】図３は、評価システムの動作を示すフローチャートである。
【図４】図４は、蓄積したデータの一例を示す図である。
【図５】図５は、評価基準データの一例を示す図である。
【図６】図６は、評価装置の動作を示すフローチャートである。
【図７】図７は、評価装置の動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に、本発明に係るフレッティング疲労評価装置、フレッティング疲労評価方法及びフレッティング疲労評価プログラムの実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、この実施例における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。ここで、本実施例のフレッティング疲労評価装置、フレッティング疲労評価方法及びフレッティング疲労評価プログラムは、フレッティング疲労が生じる種々の部材を評価対象とすることができる。ここで、フレッティング疲労は、例えば、２つの部材が接触面で接触しつつ、繰り返し作用する力により、接触面で微小なすべり移動が繰り返される場合に生じる。本実施例のフレッティング疲労評価装置、フレッティング疲労評価方法及びフレッティング疲労評価プログラムは、このフレッティング疲労が生じる２つの部材の一方または両方を評価対象とすることができる。
【実施例】
【００１９】
まず、図１を参照しながら、本実施例に係るフレッティング疲労評価装置（評価装置）を備えるフレッティング疲労評価システム（評価システム）の構成について説明する。図１は、評価システムの構成を示すブロック図である。評価システム１０は、計測装置１２と、条件取得装置１３と、評価装置１４と、を有する。ここで、計測装置１２と、条件取得装置１３と、評価装置１４との物理的な位置関係は、特に限定されず、同じ場所、施設、部屋に配置されていても、遠隔地に配置されていてもよい。
【００２０】
計測装置１２は、評価対象の表面粗さを計測する装置である。計測装置１２は、表面粗さを計測する種々の計測装置を用いることができる。計測装置１２は、１台としてもよいし、複数台としてもよい。同一の評価対象は、同一の計測装置１２で計測することが好ましい。計測装置１２は、通信機能を備え、実行した試験の結果を、評価装置１４に出力してもよいし、記憶媒体を介して評価装置１４に出力してもよいし、画面や計器に表示させオペレータに通知するようにしてもよい。
【００２１】
条件取得装置１３は、評価対象が設けられている装置、例えば、回転機械（モータ、タービン、内燃機関）、回転機械と繋がっている伝達機構の駆動を制御する制御装置と有線または無線で通信し、情報を取得する端末である。条件取得装置１３は、評価対象が設けられている装置、例えば、回転機械（モータ、タービン、内燃機関）、回転機械と繋がっている伝達機構の運転条件を取得する。条件取得装置１３は、運転条件を取得することで、評価対象に加わる応力、振動等の繰返回数の情報を取得する。また、条件取得装置１３は、運転条件に加え、評価対象の評価に必要な種々の条件も取得する。例えば、条件取得装置１３は、評価対象が設けられている今後の運転計画や、次の評価を行う時期及びそれまでの繰返回数等も取得することができる。条件取得装置１３は、取得した情報を評価装置１４に有線、無線で送信する。なお、本実施例の評価システム１０は、条件取得装置１３を評価装置１４とは別体として設けたが、条件取得装置１３を評価装置１４の一部としてもよい。
【００２２】
評価装置（フレッティング疲労評価装置）１４は、評価対象のフレッティング疲労を評価する。また、評価装置（フレッティング疲労評価装置）１４は、評価対象のフレッティング疲労の評価に用いる評価基準データを作成する。
【００２３】
評価装置１４は、評価装置本体２０と、表示部２２と、入力部２４と、を備える。評価装置本体２０は、通信部２６と、演算部２８と、記憶部３０と、を備える。また、評価装置１４は、ＣＤ−ＲＯＭ等の記憶媒体に記憶されたプログラムやデータを読み取る媒体読取部をさらに備えていてもよい。本実施例では、入力部２４と通信部２６とが情報取得部となり、表示部２２と通信部２６とが出力部となる。
【００２４】
表示部２２は、液晶パネルや有機ＥＬ（Organic Electro−Luminescence）パネル等の表示装置を有し、文字や図形等の各種情報を表示する。入力部２４は、キーボード、マウス、タッチパネル等の入力装置を有し、利用者からの情報や指示の入力を受け付ける。通信部２６は、所定の通信プロトコルに基づいて、計測装置１２を含む他の装置との間での情報の送受信を制御する。
【００２５】
演算部２８は、演算手段であるＣＰＵ（Central Processing Unit）と、記憶手段であるメモリとを備え、これらのハードウェア資源を用いてプログラムを実行することによって各種の機能を実現する。具体的には、演算部２８は、記憶部３０に記憶されているプログラムを読み出してメモリに展開し、メモリに展開されたプログラムに含まれる命令をＣＰＵに実行させる。そして、演算部２８は、ＣＰＵによる命令の実行結果に応じて、メモリ及び記憶部３０に対してデータの読み書きを行ったり、通信部２６等の動作を制御したりする。
【００２６】
演算部２８は、評価基準生成部３２と、評価処理部３４と、を有する。評価基準生成部３２は、評価対象または評価対象と同一とみなせる対象について、計測装置１２で計測した表面粗さと計測時の条件（繰返回数）との情報を取得し、取得した結果に基づいて評価基準データを作成する。また、評価基準生成部３２は、種々の評価対象について同様の処理を行う複数の評価基準データを作成することができる。評価基準生成部３２の処理については、後述する。評価処理部３４は、評価対象の現在の表面粗さを取得し、取得した評価対象の現在の表面粗さを評価基準データに当てはめて評価結果を出力する。評価処理部３４の処理については、後述する。
【００２７】
記憶部３０は、磁気記憶装置や半導体記憶装置等の不揮発性を有する記憶装置からなり、各種のプログラムやデータを記憶する。記憶部３０に記憶されるプログラムには、評価プログラム（フレッティング疲労評価プログラム）３６が含まれる。記憶部３０に記憶されるデータには、評価基準データ３８が含まれる。
【００２８】
なお、図１において記憶部３０が記憶することとしているプログラム及びデータの一部または全ては、評価装置１４がネットワークを介して通信可能な他の装置に記憶され、必要に応じて評価装置１４にダウンロードされることとしてもよい。また、図１において記憶部３０が記憶することとしているプログラム及びデータの一部または全ては、記憶媒体に記憶され、必要に応じて媒体読取部によって読み取られることとしてもよい。
【００２９】
評価装置１４は、評価プログラム３６を演算部２８に実行させることにより、評価基準生成部３２と評価処理部３４の各種の機能を実現する。評価基準データ３８は、条件毎に複数記憶されている。具体的には、評価対象毎に分類されそれぞれ記憶されている。なお、複数の評価対象に対して１つの評価基準データを割り当て、使用時に評価対象に合わせて補正を行うようにしてもよい。
【００３０】
次に、図２Ａから図２Ｃを用いて、評価対象の一例の装置について説明する。図２Ａは、評価対象の部分を有する装置の一例の概略構成を示す斜視図である。図２Ｂは、図２Ａに示す装置の正面図である。図２Ｃは、図２Ａに示す装置の断面図である。図２Ａから図２Ｃに示す評価対象は、配管支持装置６０によって所定位置に固定された配管６２である。
【００３１】
図２Ａから図２Ｃに示す配管支持装置６０は、配管６２を支持する装置（機構）である。配管６２は、信号線、電線（電力線）、光ファイバ等の配線や、熱電対等の線状のセンサ等が挿入され、各線を保護する保護管や、内部に蒸気や液体が流れる管である。
【００３２】
配管支持装置６０は、第１支持部材６４と第２支持部材６６とを有し、第１支持部材６４と第２支持部材６６とで配管６２を挟み込むことで配管６２を支持している。また、第１支持部材６４は、直接または他の部材を介して土台等の固定されている部材に支持されている。
【００３３】
第１支持部材６４は、板状の部材であり、面積が最も大きい面である正面に対面する位置に配管６２が配置されており、正面の一部が配管６２と接触している。第１支持部材６４は、配管６２と接触している領域が接触領域７２となる。接触領域７２は、配管６２に沿って延在し、側面の近傍が端部となる。
【００３４】
第２支持部材６６は、ブロック形状の部材であり、第１支持部材６４に固定されている。第２支持部材６６は、第１支持部材６４の正面の配管６２が配置されている領域を含む領域に対面して配置されている。第２支持部材６６は、第１支持部材６４の正面と対面する面のうち、配管６２が配置されている領域に、溝部が形成されている。第２支持部材６６は、溝部に配管６２を収納し、第１支持部材６４に固定されている。また、第２支持部材６６は、溝部の一部が配管６２と接触する接触領域７４となる。
【００３５】
配管６２は、接続されている機構や、設置されている装置により、例えば矢印７０の方向に変動荷重が作用する。このとき、接触領域７２、７４の配管６２の延在方向の端部において、配管支持装置６０から配管６２に圧縮応力と引張応力が繰り返し作用し、フレッティング疲労が発生しやすくなる。このように、配管６２と配管支持装置６０との組み合わせの場合、フレッティング疲労が発生しやすい、配管６２の、接触領域７２、７４の配管６２の延在方向の端部を評価対象とすることができる。
【００３６】
次に、図３から図５を用いて、評価システム１０の処理動作、具体的には、評価基準データを作成する動作を説明する。図３は、評価システムの動作を示すフローチャートである。図４は、蓄積したデータの一例を示す図である。図５は、評価基準データの一例を示す図である。ここで、図３に示す処理は、評価基準データの作成のために実行してもよいが、評価対象の部品が装着されている装置の運転時に実行してもよい。つまり、評価システム１０は、装置が実際に運転している間に、各種処理を行い、評価基準データを作成することもできる。
【００３７】
まず、評価システム１０は、対象装置に評価対象の部材を取り付ける（ステップＳ１２）。なお、評価対象の部材は、対象装置に予め取り付けられていてもよい。
【００３８】
評価システム１０は、対象装置に評価対象の部材を取り付けたら、評価対象の表面粗さを計測する（ステップＳ１４）。具体的は、計測装置１２を用いて、評価対象の部材の表面粗さを測定する。評価対象の表面粗さ（面粗さともいう。）は、例えば、評価対象の面を型取りし、その型取品に対して面粗さを計測装置１２によって計測する。型取りを行う際に使用する型取剤としては、例えば、テクノビットを用いることができる。また、計測装置１２としては、輪郭形状測定器（コントレーサー、contracer）を用いることができる。また、表面粗さは、パラメータとして粗さ曲線の最大断面高さＲｔを用いることができる。なお、表面粗さは、Ｒｔに限定されず、表面粗さの種々のパラメータを用いることができる。
【００３９】
評価システム１０は、表面粗さを計測したら、対象装置の運転を実行し、対象動作を所定回数繰り返す（ステップＳ１６）。対象動作とは、フレッティング疲労が生じる可能性があり、運転時に繰り返し実行される動作である。また、対象動作の繰返回数は、変動してもよい。また、ステップＳ１６の処理は、メンテナンスを実行してから次にメンテナンスを実行するまでの期間としてもよい。
【００４０】
評価システム１０は、対象動作を所定回数繰り返したら、表面粗さを計測し（ステップＳ１８）、その後、評価対象に亀裂が発生しているかを判定する（ステップＳ２０）。評価対象に亀裂が発生しているか（評価対象が損傷しているか）は、計測装置で計測してもよいし、オペレータが目視で確認してもよい。評価システム１０は、亀裂が発生していない（ステップＳ２０でＮｏ）と判定した場合、検出したデータを亀裂非発生時のデータとして記憶部に蓄積し、ステップＳ１６に進む。評価システム１０は、亀裂非発生時のデータとして、評価対象の表面粗さの計測結果と対象動作の繰返回数との関係を記憶する。ここで、対象動作の繰返回数は、評価対象の部材が設置されてからの通算（積算）の対象動作の回数である。評価システム１０は、亀裂が発生するまで、ステップＳ１６からステップＳ２２の処理を繰り返すことで、表面粗さと対象動作の繰返回数との関係の情報を蓄積することが出来る。より具体的には、対象動作の繰返回数の増加により生じる表面粗さの変動（表面の粗化）との関係を検出することができる。
【００４１】
評価システム１０は、亀裂が発生した（ステップＳ２０でＹｅｓ）と判定した場合、検出したデータを亀裂発生時のデータとして記憶部に蓄積し、ステップＳ２６に進む。評価システム１０は、亀裂発生時のデータとしても、評価対象の表面粗さの計測結果と対象動作の繰返回数との関係を記憶する。
【００４２】
評価システム１０は、記憶部３０にデータを蓄積したら、データの収集が完了したかを判定する（ステップＳ２６）。評価システム１０は、評価基準データを作成するために必要な数のデータが保存されている場合、データの収集が完了したと判定する。評価システム１０は、データの収集を完了していない（ステップＳ２６でＮｏ）と判定した場合、ステップＳ１２に戻り、上述した処理を再び実行する。これにより、評価システム１０は、ステップＳ１２からステップＳ２６の処理を繰り返すことで、評価対象の複数回分の情報を蓄積することができる。
【００４３】
評価システム１０は、データの収集が完了した（ステップＳ２６でＹｅｓ）と判定した場合、蓄積したデータを記憶部３０から読み出し（ステップＳ２８）、基準線（マスターカーブ）と亀裂発生条件（損傷が発生すると予測される条件）とを決定する（ステップＳ３０）。
【００４４】
評価システム１０は、評価対象の複数回分の表面粗さと対象動作の繰返回数との関係のデータを蓄積することで、図４に示すように、対象動作の繰返回数と表面粗さ（面粗さ）との関係を得ることができる。具体的には、亀裂が発生しない複数の条件（対象動作の繰返回数と表面粗さ）と、亀裂は発生した複数の条件とを得ることができる。これにより、図４に示すように、亀裂が発生した場合の表面粗さと亀裂が発生しない場合の表面粗さとの間のしきい値（threshold）を特定することができる。評価システム１０は、しきい値の面粗さを亀裂発生条件とする。なお、評価システム１０は、亀裂発生条件として、しきい値の面粗さに加え、繰返回数を含めるようにしてもよい。
【００４５】
また、評価システム１０は、図４に示す複数回分の表面粗さと対象動作の繰返回数との関係のデータに対して平均化処理等を行うことで、図５に示す表面粗さと対象動作の繰返回数との関係のマスターカーブ（合成曲線）を算出する。マスターカーブは、対象動作の繰返回数の増加と表面粗さの変化との関係の基準となる線である。このマスターカーブが基準線となる。また、図４及び図５に示す関係では、しきい値（亀裂発生条件）の面粗さがＲｃとなり、対象動作の繰返回数がＮｃとなる。
【００４６】
評価システム１０は、基準線及び亀裂発生条件を決定したら、結果を評価基準データ３８として、記憶部３０に記憶する（ステップＳ３２）。評価システム１０は、以上の処理を行うことで、評価対象に対応する評価基準データ３８を記憶部３０に記憶させる。
【００４７】
このように、評価システム１０及び評価装置１４は、評価対象に対する亀裂発生条件（表面粗さのしきい値）と、表面粗さと対象動作の繰返回数との関係のマスターカーブと、を含む評価基準データ３８を作成することで、フレッティング疲労による亀裂が生じる表面粗さと対象動作の繰返回数との関係と、対象動作の繰返回数の増加により生じる表面粗さの変化の情報とを得ることができる。これにより、評価対象に生じるフレッティング疲労をより簡単かつより適切に評価することができる。
【００４８】
次に、図６を用いて、評価装置１４の動作について説明する。図６は、評価装置の動作を示すフローチャートである。図６に示す動作は、評価装置１４の演算部２８が評価プログラム３６を評価処理部３４で実行することによって実現される。
【００４９】
評価処理部３４は、まず、評価対象の情報を取得する（ステップＳ４２）。評価対象の情報は、入力部２４からの入力や、通信部２６を介した通信で取得することができる。評価対象の情報には、評価対象の面粗さ、評価対象の部材の形状、評価対象の部材を作成する材料、評価対象と接触している部材、評価対象が装着されている装置また評価対象の部品の使用条件等の情報が含まれている。評価対象の部品の使用条件には、所定動作が生じる間隔や回数も含まれる。
【００５０】
評価処理部３４は、評価対象の情報を取得したら、評価対象の条件に対応する評価基準データ３８を読み出す（ステップＳ４４）。評価処理部３４は、評価対象の情報に基づいて、当該評価対象に対応する条件で作成された評価基準データ３８を記憶部３０から抽出する。なお、本実施例では、複数の評価基準データ３８から選択する場合としたが、１つの評価基準データ３８のみが記憶されている場合、選択処理を行わず、記憶部から評価基準データ３８を読み出す。
【００５１】
評価処理部３４は、評価基準データ３８を読み出したら、評価対象の情報から面粗さ及び対象動作の繰返回数の情報を抽出し（ステップＳ４６）、抽出した面粗さ及び対象動作の繰返回数と、評価基準データ３８の基準線と、を比較する（ステップＳ４８）。
【００５２】
評価処理部３４は、比較を行ったら、評価対象の情報と、基準線との乖離が設定以下であるかを判定する（ステップＳ５０）。つまり、抽出した現時点での面粗さと対象動作の繰返回数とをマスターカーブ上にプロットした場合、マスターカーブとプロットした点との乖離（離れている距離）が設定された距離または比率以下であるかを判定する。
【００５３】
評価処理部３４は、基準線との乖離が設定以下である（ステップＳ５０でＹｅｓ）と判定した場合、評価対象の情報の表面粗さが亀裂発生条件未満であるかを判定する（ステップＳ５２）。つまり、抽出した現時点での面粗さがしきい値Ｒｃ未満であるかを判定する。
【００５４】
評価処理部３４は、基準線との乖離が設定より大きいと（ステップＳ５０でＮｏ）と判定した場合、及び、評価対象の情報の表面粗さが亀裂発生条件以上である（ステップＳ５２でＮｏ）と判定した場合、評価基準データ３８で評価対象を判定できない、つまり、評価対象外であると判定する（ステップＳ５４）。つまり、基準線との乖離が設定より大きいと、評価基準データ３８を用いて、表面粗さの変動を予測することができないため、予測結果を算出しない。また、現状の表面粗さが亀裂発生条件以上であると、亀裂が発生する時点を予想できないため予測を実行しない。
【００５５】
評価処理部３４は、評価対象の情報の表面粗さが亀裂発生条件未満である（ステップＳ５２でＹｅｓ）と判定した場合、評価対象の情報と評価基準データ３８に基づいて、余寿命を算出する。ここで、余寿命とは、亀裂発生条件の面粗さとなる前の期間である。余寿命は、対象動作の繰返回数で算出する場合、亀裂発生条件の面粗さに対応する、対象動作の繰返回数Ｎｃから、現時点の対象動作の繰返回数を減算した回数で算出することができる。また、亀裂が生じると予測されるまでの対象動作の繰返回数と運転状況とで演算を行うことで亀裂が生じると予測時点までの残り期間を算出することもできる。また、現時点の表面粗さとマスターカーブとに基づいて、現時点での対象動作の繰返回数を特定するようにしてもよい。
【００５６】
評価処理部３４は、評価対象外と判定した場合、または、余寿命を算出した場合、結果を出力し（ステップＳ５８）、本処理を終了する。なお、出力方法は、特に限定されず、表示部２２に表示しても、通信部２６を介して通信で外部に出力しても、音声で出力しても、印刷機で紙媒体に出力してもよい。
【００５７】
評価装置１４は、以上のように、評価対象に対応する表面粗さと対象動作の繰返回数との関係を評価基準データとして用いることで、評価対象の表面粗さから評価対象に亀裂が生じるまでの対象動作の繰返回数を算出することができる。これにより、評価装置１４は、評価対象の表面粗さを計測するのみで、亀裂が生じるまでの対象動作の繰返回数を評価することができ、フレッティング疲労の状態を評価することができる。これにより、複雑な演算や、評価対象に生じる応力等を算出しなくても、フレッティング疲労の状態を評価することができる。以上より、評価装置１４は、簡単かつ高い精度で評価対象のフレッティング疲労を評価することができる。フレッティング疲労を高い精度で評価できることで、評価対象の部品の交換時期等を適切な時期に行うことができる。これにより、予期しないメンテナンスが生じたり、使用可能な部品を短期間で交換したりすること防ぐことができる。
【００５８】
また、評価装置１４は、図６に示すように、評価対象の現状の対象動作の繰返回数と表面粗さの関係とマスターカーブとを比較し、乖離に基づいて判定を行うことで、フレッティング疲労が正確に評価できない場合は、評価対象外とすることができる。これにより、評価の精度を高くすることができる。同様に、評価装置１４は、図６に示すように、評価対象の現状の表面粗さと亀裂発生条件を比較し、判定を行うことで、フレッティング疲労が正確に評価できない場合は、評価対象外とすることができる。これにより、評価の精度を高くすることができる。
【００５９】
また、図６に示す例では、余寿命を算出したが、本発明はこれに限定されない。例えば、面粗さのみを評価し、亀裂が発生する面粗さであるか否かのみを判定、つまり、表面粗さが亀裂発生条件を超えるかのみを判定するようにしてもよい。また、余寿命に代えて、次回のメンテナンスまでに亀裂が生じるかを判定するようにしてもよい。
【００６０】
また、評価装置１４は、現状の評価対象の状態に関する情報をより多くすることで、評価の精度を高くすることができるが、現状の評価対象の状態としては、少なくとも面粗さの情報のみがあればよい。
【００６１】
ここで、評価基準データは、評価の精度をより高くできるため、評価対象毎に上述した方法で作製することが好ましいが、これに限定されない。評価装置１４は、評価基準データを評価対象の形状や構成によって分類し、分類した条件に基づいて、使用する評価基準データを決定するようにしてもよい。これにより、分類した条件が一致すれば評価対象に対して計測を行い作製した評価基準データがない場合であっても、評価を行うことが可能となる。これにより、利用頻度を高くすることができる。
【００６２】
また、上記実施例では、フレッティング疲労による損傷の基準を亀裂の発生としたが、これに限定されない。フレッティング疲労による損傷の基準としては、亀裂の発生以外の基準も用いることができる。例えば、所定以上の変形が生じた場合としても良いし、完全に破断した場合としてもよい。
【００６３】
ここで、図６に示す処理では、現状の表面粗さに基づいて、フレッティング疲労を評価したがこれに限定されない。評価装置１４は、評価基準データを用いた処理としては種々の処理を行うことができる。
【００６４】
図７は、評価装置の動作を示すフローチャートである。図７に示すフローチャートは、評価基準データを用いて、評価対象を含む製品の設計を行う場合の処理の一例である。
【００６５】
評価処理部３４は、まず、設計情報を取得する（ステップＳ６２）。設計情報は、設計する装置の条件、特に運転条件や、設計時の制約、評価対象の部品の条件等を含む。
【００６６】
評価処理部３４は、設計情報を取得したら、設計情報に基づいて対象期間の繰返回数を算出する（ステップＳ６４）。次に、評価処理部３４は、対応する評価基準データ（基準データ）を読み出し（ステップＳ６６）、評価基準データから亀裂発生条件の繰返回数を抽出する（ステップＳ６８）。対応する評価基準データは、設計情報に基づいて決定する。
【００６７】
評価処理部３４は、繰返回数を抽出したら、亀裂発生条件の繰返回数＞対象期間の繰返回数であるかを判定する（ステップＳ７０）。つまり、設計した装置が、目標の運転条件（対象期間の繰返回数）以上の耐久性があるかを判定する。評価処理部３４は、亀裂発生条件の繰返回数≦対象期間の繰返回数である（ステップＳ７０でＮｏ）と判定した場合、設計情報を変更し（ステップＳ７２）、ステップＳ６４に戻る。つまり、評価処理部３４は、変更可能な条件を変更し、新たな条件でステップＳ６４からステップＳ６８の処理を行う。
【００６８】
評価処理部３４は、亀裂発生条件の繰返回数＞対象期間の繰返回数である（ステップＳ７０でＹｅｓ）と判定した場合、条件を満たすと判定して（ステップＳ７４）、対象の設計情報、つまり判定の対象となった設計情報を適正情報として出力し（ステップＳ７６）、本処理を終了する。
【００６９】
評価装置１４は、図７に示すように、評価基準データを用いることで、装置の設計時にフレッティング疲労が予想される評価対象のフレッティング疲労に対する耐久性を評価することができる。これにより、より好適な装置を設計することが可能となる。また、上記実施例では、設計情報を変更したが、設計情報に基づいた構造及び条件が、評価基準データの亀裂発生条件未満であるか否かをのみを算出してもよい。つまり、設計変更を行わず入力された条件の評価対象のフレッティング疲労のみを評価するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００７０】
１０      評価システム
１２      計測装置
１４      評価装置
２２      表示部
２４      入力部
２６      通信部
２８      演算部
３０      記憶部
３２      評価基準生成部
３４      評価処理部
３６      評価プログラム
３８      評価基準データ
【図１】
2014163832.tif 000003
【図２Ａ】
2014163832.tif 000004
【図２Ｂ】
2014163832.tif 000005
【図２Ｃ】
2014163832.tif 000006
【図３】
2014163832.tif 000007
【図４】
2014163832.tif 000008
【図５】
2014163832.tif 000009
【図６】
2014163832.tif 000010
【図７】
2014163832.tif 000011