• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to previous page

Determination Method of Reference Lattice Constants to Improve Accuracy of Neutron Stress Measurement

Research Project

Project/Area Number 20K04185
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 18010:Mechanics of materials and materials-related
Research InstitutionTokyo City University

Principal Investigator

Akita Koichi  東京都市大学, 理工学部, 教授 (10231820)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥390,000 (Direct Cost: ¥300,000、Indirect Cost: ¥90,000)
Fiscal Year 2022: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Keywords中性子回折 / 残留応力測定 / 基準格子定数 / 応力解放 / 中性子応力測定 / 残留応力 / 結晶格子 / 構造材料 / 格子定数 / ひずみ / 相応力 / Ⅹ線応力測定 / 溶接
Outline of Research at the Start

溶接部におけるd0決定のためのd0試験片作製の指針を得ることを目的とする。具体的には、同一の溶接試験体から種々の寸法を有するd0試験片を切り出し、その試験片のd0分布をⅩ線回折および中性子回折法によって実験的に明らかにする。また、有限要素法解析手法(以下、FEM解析)を用いて、それらの試験片の切り出しに伴う残留応力変化をシミュレーションし、残留応力を十分に解放させるための切り出し寸法について裏付けをする。以上を総合的に検討し、d0試験片の作製指針を示す。これにより中性子応力測定の信頼性を向上させ、機械・構造物の強度評価の高精度化とそれによる機械・構造物の高性能化および安全性向上に資する。

Outline of Final Research Achievements

When measuring the stress state of crystalline structural materials using neutron diffraction, it is required to determine the reference lattice spacing (d0) under stress-free conditions for the measured sample. However, there is currently no standardized method for determining d0. In this study, various factors influencing the experimental value of d0 were investigated. As a result, it was clarified through experiments and analyses that wire electrical discharge machining is suitable for the fabrication of comb-shaped test specimens used for d0 measurements. Additionally, it was determined that the appropriate width of the tooth width of the comb sample for stress relief direction should be 3 mm or less. These findings provide important insights towards standardizing the preparation of d0 measurement specimens.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

産業界において中性子による残留応力測定ニーズが特に高い溶接部では、溶接時の原子拡散のために基準格子定数が空間的に分布するため、応力除去焼きなましを施しても無応力状態が得られない。この対策として試料に細かい切り込みを導入することで応力を解放させたいわゆる櫛状試験片が用いられている。しかし、この試験片の適切な準備方法が確立されていないという問題があった。本研究では、d0測定における種々の影響因子を実験及び数値解析的に明らかにし、応力解放させる方向の切り込み幅(櫛の歯幅)は3㎜以下が適切であることなどを明らかにし、d0測定用試料の標準化に向けた重要な知見を得た。

Report

(5 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (6 results)

All 2024 2023 2022

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 2 results) Presentation (1 results)

  • [Journal Article] Diffraction Study Reveals Mechanism of Laser Peening without Ablative Layer2024

    • Author(s)
      Y. Sano, K. Akita
    • Journal Title

      Metal Finishing News

      Volume: 26

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Phase transformation and equation of state in Ti-45Al alloy under high pressure2023

    • Author(s)
      Xi LiRuixiang Zhu, Jinghua Xin, Minsi Luo, Shun-Li Shang, Zi-Kui Liu,Chongshan Yin, Ken-Ichi Funakoshi, Rian Johannes Dippenaar, Yuji Higo, Ayumi Shiro, Mark Reid, Takahisa Shobu, Koichi Akita, Wei-Bing Zhang, Klaus-Dieter Liss
    • Journal Title

      Calphad

      Volume: 84 Pages: 102641-102641

    • DOI

      10.1016/j.calphad.2023.102641

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 低エネルギーレーザーピーニングによるTi-6Al-4V ELIの表面改質2023

    • Author(s)
      飯野 雄基,秋田 貢一,佐野 雄二,水田 好雄,玉置 悟司
    • Journal Title

      ショットピーニング技術

      Volume: 35 Pages: 129-130

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Journal Article] 低エネルギーレーザーピーニングによる電磁鋼板の疲労強度向上2023

    • Author(s)
      千代 隼久,秋田 貢一,佐野 雄二,水田 好雄,玉置 悟司
    • Journal Title

      ショットピーニング技術

      Volume: 35 Pages: 129-130

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Journal Article] In situ neutron diffraction analysis of microstructural evolution-dependent stress response in austenitic stainless steel under cyclic plastic deformation2022

    • Author(s)
      Masayoshi Kumagai, Masatoshi Kuroda, Takashi Matsuno, Stefanus Harjo, Koichi Akita
    • Journal Title

      Materials & Design

      Volume: 221 Pages: 110965-110965

    • DOI

      10.1016/j.matdes.2022.110965

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 中性子回折による荷重下および熱サイクル下の残留応力緩和過程のその場測定2023

    • Author(s)
      秋田 貢一,諸岡 聡,Stefanus HARJO,菖蒲 敬久
    • Organizer
      日本材料学会第72期学術講演会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report

URL: 

Published: 2020-04-28   Modified: 2025-01-30  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi