2018 Fiscal Year Research-status Report
Elucidation of solid-liquid-gas interfacial phenomena induced by pulse laser and its practical application
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18KK0103
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
祖山 均 東北大学, 工学研究科, 教授 (90211995)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
伊賀 由佳 東北大学, 流体科学研究所, 教授 (50375119)
佐々木 裕章 東北大学, 流体科学研究所, 学術研究員 (90812040)
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| Project Period (FY) |
2018-10-09 – 2022-03-31
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| Keywords | パルスレーザ / レーザキャビテーション / レーザアブレージョン / 機械的表面改質 / 液滴損傷 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
1. パルスレーザに伴う固気液界面現象解明の観点から，これまでにレーザキャビテーションの生成場所により崩壊時の衝撃力が大きく異なる数値解析結果に基づき，東北大学所有の0.35Jと0.85Jのパルスレーザシステムを用いた実験によりレーザキャビテーションの生成場所を制御して，ジュラルミンやステンレス鋼などの機械的表面改質を実施した。
2. 集光に用いる凸レンズの焦点距離の最適化により，水中でレーザキャビテーションを形成し，その圧潰衝撃力によるステンレス鋼の処理を行い，X線回折法により残留応力を計測し，レーザキャビテーションの圧潰によるステンレス鋼への圧縮残留応力の導入を実証した。
3. 機械的表面改質の支配因子解明の観点から，東北大学でキャビテーションピーニングならびにショットピーニングで処理したステンレス鋼を平面曲げ疲労試験に供し，その残留応力を，東北大学でX線回折で計測するとともに，UCDAVISにおいてスリット法で評価した。また導入された圧縮残留応力が疲労試験により低減し，ショットピーニングよりもキャビテーションピーニングのほうが低減量が少ないことが明らかになった。
4. 東北大学で水中パルスレーザを用いたレーザピーニング，キャビテーション噴流を用いたキャビテーションピーニング，水噴流加速式循環型ショットピーニングを用いて，加工の程度を変えて機械的表面改質を行った合金工具鋼をコベントリ大学に送付して，中性子透過法により評価し，機械的表面改質法による差異を明らかにした。また，同等の処理を行った合金工具鋼表面の残留応力およびミクロ歪を評価した。またシンシナティ大学で透過電子顕微鏡で観察するための処理条件を打合せ，東北大学で処理を行った。
5. パルスレーザを用いた液滴損傷試験の構築を目的として，パルスレーザを用いた光学系の調整を行い，パルスレーザによる圧力波の発生を確認した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
交付申請書の研究計画に記した項目について，順調に実施し，着実な成果を得ている。
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| Strategy for Future Research Activity |
交付申請書の研究実施計画に記した項目について，平成30年度は順調に実施できたので，今後は，引き続き，交付申請書の研究実施計画に記した項目について研究を推進する。
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Research Products
(9 results)
