2023 Fiscal Year Annual Research Report
Elucidation of fatigue mechanism by AE analysis based on observation data
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21H01648
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
白岩 隆行 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 講師 (10711153)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | AE（アコースティック・エミッション） / 疲労 / き裂進展 / 弾性波 / 非破壊 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
2023年度は、モデル選択手法としては引き続き、レプリカ交換マルコフ連鎖モンテカルロ（RE-MCMC）法を用いた。モデル選択のための情報量基準には、確率的複雑さに加えて、残差平方和（SSE）や赤池情報量規準（AIC）、ベイズ情報量規準（BIC)を用いた。Ti-6Al-4Vのdwell疲労試験において、低応力振幅条件ではき裂進展とAEアクティビティに相関があることがわかった。また高応力振幅条件では、ひずみ蓄積とAEアクティビティに相関があった。AEの特徴量として、事象ベースのパラメータと、連続波ベースのパラメータに分けて、網羅的に定義し、それらの組合せにより、ひずみ蓄積量を予測するモデル式を62通り提案した。前述の情報量基準に基づく解析により、荷重負荷中および除荷中の連続波から抽出される周波数スペクトラムの平均強度AvMag1というパラメータが予測において重要であることを見いだした。
また、AEによる疲労現象の逆解析について、実験的検証を行った。疲労試験を途中止めした試験片を準備し、サブミクロンまで計測可能なX線CT装置によりき裂進展挙動を詳細に評価した。AEによる解析結果と比較することで、提案した解析手法の妥当性を評価した。また各材料について、得られたき裂発生・進展特性から、き裂発生則および微小き裂進展則のパラメータを決定し、結晶塑性有限要素法（CPFEM）による解析を行った。具体的には、アルミニウム合金（7075）や、チタン合金（Ti-6Al-4V）、鉄鋼材料についてCPFEMから計算されたき裂発生寿命・進展特性を実験結果と比較することで、提案手法の解析精度と適用範囲の限界を考察した。
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| Research Progress Status |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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