大型放射光施設SPring-8のBL20XUにて、その場CT観察を行いながら、疲労試験を実施した。空気圧疲労試験機を用いて荷重制御により引張-引張の片振り疲労試験を実施した。応力比は0.1とし、最大応力を材料G（試験片番号G19b）は220MPa、材料I（試験片番号I01a）は200MPaとした。加振周波数は0.5Hzから開始し、最大8Hzまで徐々に速度を上げた。疲労試験は定期的に中断し、平均応力で保持した状態でCT撮像を実施した。また変位量が急に増えた時など、試験片の状態変化が見られた時にも、同様にCT撮像を実施した。X線エネルギーは20keV、CMOSカメラにはORCA Flash4.0を使用した。取得されたCT画像は、画素寸法0.504µm、画素サイズ20483voxelである。取得したCT画像から疲労亀裂の発生と進展を可視化し、破損したSi粒子やIMC粒子を特定し、亀裂の発生と進展の挙動を調査した。また最初にSi粒子の破損が確認できたサイクルを亀裂発生寿命とみなした。 CT 観察の結果から疲労亀裂の発生起点を特定し、起点を含むように切り抜いたCT画像を用いて、イメージベース有限要素解析を実施した。疲労試験前の CT 画像から解析可能な限界に近い大きさの領域を切り抜き、有限要素モデルを作成した。亀裂起点を含むように、おおよそ1/4断面の領域を切り抜いて解析領域とした。ただし、試験片表面はアーチファクトが多いため、解析領域に含めなかった。試験片の中心軸方向には300枚のCT画像を使用した。

カテゴリ: 物理
質問: 実験における周波数は、最大まであげるのに5秒かけたとすると、1秒あたり何Hz増加しましたか。
回答: 周波数は0.5Hzから開始し、最大8Hzまであげたので、(8-0.5)/5=1.5より、1秒あたり1.5Hz増加しました。