Establishing a creep life prediction methodology for heat-resistant structures at high temperatures
| Project/Area Number |
20KK0084
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| Research Category |
Fund for the Promotion of Joint International Research (Fostering Joint International Research (B))
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 18:Mechanics of materials, production engineering, design engineering, and related fields
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
柴沼 一樹 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (30611826)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
横堀 壽光 帝京大学, 公私立大学の部局等, 教授 (00124636)
尾関 郷 帝京大学, 公私立大学の部局等, 講師 (10781528)
田淵 正明 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 構造材料研究拠点, グループリーダー (60354239)
松永 哲也 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 構造材料研究拠点, 主幹研究員 (30595905)
佐原 亮二 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 構造材料研究拠点, グループリーダー (30323075)
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| Project Period (FY) |
2020-10-27 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥18,850,000 (Direct Cost: ¥14,500,000、Indirect Cost: ¥4,350,000)
Fiscal Year 2022: ¥6,240,000 (Direct Cost: ¥4,800,000、Indirect Cost: ¥1,440,000)
Fiscal Year 2021: ¥6,760,000 (Direct Cost: ¥5,200,000、Indirect Cost: ¥1,560,000)
Fiscal Year 2020: ¥5,850,000 (Direct Cost: ¥4,500,000、Indirect Cost: ¥1,350,000)
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| Keywords | クリープ / マルチスケールモデル / 破壊力学 / 損傷力学 |
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| Outline of Research at the Start |
粒界空孔拡散現象を対象とした「マルチスケール・マルチフィジックスモデル」と「非破壊時系列計測技術」を構築し、両者を統合して現象を支配する物理を体系化することで、これまで不可能であった高温クリープ損傷による構造体寿命の『予測』を実現する。本研究は「損傷力学に基づく帰納的アプローチ」と「微視的機構に基づく演繹的アプローチ」に接点を見出し統合する挑戦的な試みであり、またその成果は直接的に構造物の確固たる安全性評価基準を与えることが期待される。
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| Outline of Annual Research Achievements |
多結晶体の高温クリープによる破断に至るプロセスを再現するために、各粒界ファセット上の閉じた系で定義していたボイド生成・成長モデルを多結晶体の代表体積要素全体へと拡張するための検討および修正を行った。具体的には、各粒界ファセットの直応力分布を、粒界三重線上の化学ポテンシャルの連続性、各結晶粒および多結晶体全体のつり合い、および、最小ポテンシャルエネルギーの原理に基づき境界要素法よって求解する方法をグリーンの恒等式を利用して面積分から等価な線積分への変換することで定式化および実装した。その結果、各粒界ファセットに作用する直応力の平均値はこれまでのモデルと完全に一致することが示され、これまでのモデルとの整合性を確保しつつ、より一般化されたモデルを確立することができた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
当初開発を予定していた粒界上で閉じた系におけるボイド生成・成長モデルの限界を完全に解決する手法の開発に目処がたったため。
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| Strategy for Future Research Activity |
開発した各粒界ファセット内部の応力分布を求解するアルゴリズムを拡張することで、ボイド生成・成長モデルの修正を行う。
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Report
(4 results)
Research Products
(5 results)
