超高サイクル疲労における内部起点型破壊評価手法の確立

2021 Fiscal Year Comments on the Screening Results

• Project/Area Number: 21H04529
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Medium-sized Section 18:Mechanics of materials, production engineering, design engineering, and related fields
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 中村 孝 北海道大学, 工学研究院, 特任教授 (30237408)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 藤村 奈央 北海道大学, 工学研究院, 助教 (40732988) ; 竹内 晃久 公益財団法人高輝度光科学研究センター, 分光推進室, 主幹研究員 (70426526) ; 上椙 真之 公益財団法人高輝度光科学研究センター, 分光推進室, 主幹研究員 (20426521) ; 上杉 健太朗 公益財団法人高輝度光科学研究センター, 分光推進室, 主席研究員 (80344399) ; 戸田 裕之 九州大学, 工学研究院, 教授 (70293751) ; 小熊 博幸 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 (80515122) ; 古谷 佳之 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 (60354255)
• Project Period (FY): 2021-04-05 – 2025-03-31

Summary of the Research Project

放射光によるX線ナノ/マイクロCT技術を高度化し、内部き裂をリアルタイムで観察するためのin-situ疲労試験システムを開発する。それにより、数～数十μmの内部微小疲労き裂の発生寿命、進展速度、進展経路、開閉口挙動などを調べ、内部起点型疲労破壊のメカニズムを明らかにする。加えて、超高サイクル疲労寿命を推定する計算コードを開発する。

Scientific Significance and Expected Research Achievements

高強度鋼やチタン合金等の高強度金属において、１千万回程度以上の繰返し数で、材料内部を起点とするき裂の発生により、疲労強度が大幅に低下する特異現象は、実材料の疲労破壊において重要であり、学術的に推進すべき重要な研究課題である。その破壊機構を解明し、疲労強度評価法も確立することは、広く機械部品や構造材料の信頼性を向上させることにも寄与する。