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Construction of a new crack growth suppression method by paste method and plasma method for long cracks

Research Project

Project/Area Number 18K13664
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 18010:Mechanics of materials and materials-related
Research InstitutionKurume National College of Technology

Principal Investigator

Sasaki Daisuke  久留米工業高等専門学校, 材料システム工学科, 助教 (50772498)

Project Period (FY) 2018-04-01 – 2021-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2020)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2020: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2019: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2018: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Keywords疲労破壊 / き裂進展 / 焼結物 / くさび効果 / 補修 / パルス通電 / 微粒子 / 大型構造物 / プラズマ焼結 / 簡易補修 / 疲労き裂補修 / 疲労 / き裂進展抑制 / き裂補修方法 / 開閉口現象
Outline of Final Research Achievements

In this study, we have developed a repair method "plasma particle method" by pulsed energization sintering and powder particles. In addition to, we have researched the fatigue life extension effect and fatigue fracture behavior. The following 6 results were obtained. 1 A sintered product of fine particles have been formed in the simulated cracks. 2 It was confirmed that the fatigue crack growth rate was decreased. 3 It was confirmed that this repair method did not affect the crystal grain size. 4 The hardness of the crack tip was slightly reduced due to the heat of repair. 5 When the crack growth rate increases, the brittle fracture surface rate increases.6 Finite element method suggests that the plastic region at the crack tip becomes smaller due to the sintered product.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

建設後50年経過する構造物において,補修工事の猶予時間を設けるため,簡易補修方法の開発が望まれている.しかし,有用な既存の補修方法でも10cm程度の開いた疲労き裂補修が残された課題となっている.本研究では,大きく開いた疲労き裂の補修に成功し,き裂進展速度を減速させ,寿命を延命することに成功した.社会的意義は,老朽化が進んだ大型構造物の補修工事の猶予時間を設けることができる点にある.学術的意義は,き裂進展抑制メカニズムに新たに焼結物によるくさび効果を加えた点にある.

Report

(4 results)
  • 2020 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2019 Research-status Report
  • 2018 Research-status Report
  • Research Products

    (17 results)

All 2021 2020 2019 2018 Other

All Presentation (13 results) Remarks (4 results)

  • [Presentation] その場観察と破面解析に基づくプラズマ・粒子法による模擬き裂補修の効果検証2021

    • Author(s)
      佐々木大輔, 室井航大
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      室井航大, 佐々木大輔
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      志岐瑞帆, 佐々木大輔
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  • [Presentation] プラズマ・粒子法による疲労き裂補修及び充填率の影響2019

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      池田錬太, 佐々木大輔
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      志岐 瑞帆, 佐々木 大輔, 川上 雄士, 南口 誠
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      一般社団法人 日本鉄鋼協会 第177回春季講演大会
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      佐々木大輔,川上雄士
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Published: 2018-04-23   Modified: 2022-01-27  

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