ホンダ機、耐久データから価値を引き出す

ESDUのリエゾン・エンジニアであるジョン・ハマー博士が、ESDUの顧客と協力して製品を改善し、航空宇宙産業のイノベーションを推進した経験を語ります。

アキュリスESDUとホンダエアクラフトカンパニーが疲労試験データで協力

アキュリスESDUは、すべての顧客に対して相互に有益な技術啓発セッションを提供しており、2023年9月に私はノースカロライナ州グリーンズボロにあるホンダエアクラフト社の施設を訪問しました。訪問中、私はアルミニウム合金の未発表の耐久性データについて議論し、見落とされがちなデータ項目FAT E.07.01「アルミニウム合金の耐久性（非クラッド）（曲げ加工時）」に焦点を当てました。

このデータ項目は、非クラッドアルミ合金のプレーン試験片およびノッチ付き試験片について曲げ試験を行った約3500件の疲労試験結果を示しています。これらの結果は、最大交番応力(_Sa)を破壊までの負荷サイクル数(N)に対してプロットしたS-N耐久曲線を作成するために分析されています。

ホンダエアクラフトカンパニーのチームには、同社の疲労・損傷耐性部門のシニアマネージャーであり、ESDU疲労-耐久データシリーズで発行するデータ項目の検証および承認を行う独立技術委員会の重要なメンバーでもあるMark Ofsthun氏が含まれていました。彼らは、2024や7075のようなアルミニウム合金の耐久性データは、各合金の混合応力集中のデータを示すプロットとしてではなく、幾何学的応力集中係数の値ごとに個別にS-N耐久性曲線をプロットした方がより価値が高くなると教えてくれました。

このフィードバックは、本シリーズの全コンテンツの責任者であるESDUシニアエンジニアのDowns博士に伝えられました。 Downs博士は、1958年にHandley Page Company Ltdによって発表された試験データに目を通し、ESDU 97024「振れを含む疲労試験データからの耐久曲線の導出」で利用可能な方法とソフトウェアの助けを借りて、データを再プロットしました。

更新されたデータ項目は、その後マークを含む委員会で審議・承認され、2024年6月にFAT E.07.01修正Cとして再発行された。このバージョンには、例えば青で示した自然時効Al-Zn-Mg 7075合金のS-N耐久曲線を含む29のS-N耐久曲線が含まれています。

Accuris ESDUは顧客からのフィードバックを非常に重視しており、今回の訪問は実りある楽しいものでした。「ESDUは、航空宇宙産業で受け入れられ、使用されている非常に有用な技術データの信頼できる情報源です。

今回の訪問では、革新的な次世代ビジネスジェット機であるホンダジェットを間近で観察する機会にも恵まれた。この機体は、空気抵抗を減らすだけでなく、エンジンマウントを支えるパイロンに従来の翼下マウントのような引張り荷重ではなく、圧縮荷重をかけることで疲労強度を高めるよう設計されている。

Accuris ESDUで疲労試験コストを管理

疲労試験は、材料やコンポーネントが実際の荷重シナリオにおいてどのような性能を発揮するかについて、時間の経過とともに重要な理解を得るためにエンジニアにとって不可欠なものです。これは、航空宇宙、自動車、その他数え切れないほど多くの産業にとって非常に重要ですが、信頼性が高く検証された疲労試験データの取得に関しては、企業は現実的な課題に直面しています。

一般的な油圧サーボ式疲労試験機の価格は10万ドル以上であるため、多くの企業や機関にとっては手の届く価格ではないかもしれません。また、材料を第三者試験機関に送る場合、通常、1試験あたり300～2,000ドル（プラス試験片の費用）の費用がかかり、数週間から数ヶ月の待ち時間が発生します。Accuris ESDUが提供する航空宇宙グレードの有効な既存材料データを利用できることは、顧客のプロジェクトコストを最小限に抑える上で極めて重要であることは言うまでもありません。

2024アルミニウム合金は1931年に、7075アルミニウム合金は1935年に航空宇宙用途として初めて開発されました。90年以上経った現在も使用され続けているのは、その能力をいかによく理解しているかによるところが大きい。ESDUデータ項目E.07.01で入手可能なこれらの合金（および他の合金）の有効な耐久性データと、ESDUデータ項目92030「アルミニウム合金の短いき裂の疲労伝播挙動」の方法は、ホンダエアクラフトカンパニーのような世界をリードする航空宇宙企業の業務において重要な役割を果たしています。