2015 Fiscal Year Annual Research Report
微視的内部観察に基づく接合材の疲労損傷機構解明による高強度先進接合技術の開発
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25289009
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
菅田 淳 広島大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (60162913)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
曙 紘之 広島大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (50447215)
加藤 昌彦 広島大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (70274115)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 接合材 / 疲労損傷機構 / 微視的観察 / 内部観察 / 疲労寿命評価 / 疲労き裂進展 / 溶接継手 / 摩擦撹拌継手 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
スポット溶接継手，リモートレーザー溶接継手，摩擦撹拌点接合継手の3種類の接合継手を取り上げ，以下の成果を得た．
①スポット溶接機継手に関しては健全材の内部微視的観察により疲労破壊損傷機構を明らかにし，疲労き裂発生寿命は荷重レベルの依存性は若干あるものの概ね全寿命の50%程度であることが判明した．また，疲労寿命は荷重モードの影響を顕著に受けることが明らかとなったが，スリット先端の特異応力場を支配するパラメータKにより一義的に表せることがわかった．
②リモートレーザー溶接継手については，破壊モードの荷重レベル依存性について検討を行った．十字引張継手を用いた試験において，疲労き裂発生位置は溶接始端であったが，高荷重レベルではその後板厚方向に貫通し，板幅方向に母材部を進展したのに対して，低レベル荷重ではき裂発生後，溶接界面に沿うように進展し，界面破断が生じた．接合面に垂直応力のみが作用するピール型試験片では，荷重レベルによらず，すべて破壊モードは界面破断であった．詳細な有限要素応力解析を行った結果として，疲労き裂先端の荷重モードが純粋にモードⅠのみでは界面破断し，モードⅠとモードⅡの混合モードになるにつれてき裂進展方向が板厚方向に変化することを明らかとした．
③摩擦撹拌点接合継手に関しては，押し込みツールの形状が上側板に残っているものの，疲労き裂発生は両板の接合面スリットの先端であることが明らかとなった．き裂発生後，スリット先端に沿う形で板厚方向へ進展，最終的に上側と下側のき裂の合体により破壊することがわかった．本年度は実働状態に近い変動荷重下の疲労機構ならびに寿命評価法について検討を行った．比較的高い予荷重が負荷されると薄板の塑性変形挙動の影響を受けて，その後の寿命延長が生じることが明らかとなった．このような挙動を含めてランダム荷重を含む実働荷重下の疲労寿命評価法について検討を行った．
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| Research Progress Status |
27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 |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Causes of Carryover |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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