2015 Fiscal Year Annual Research Report
耐疲労スマート材料の適用性および影響因子に関する研究
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25420040
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| Research Institution | National Maritime Research Institute |
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Principal Investigator |
高橋 一比古 国立研究開発法人 海上技術安全研究所, その他部局等, 研究員 (30425748)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
田中 義久 国立研究開発法人 海上技術安全研究所, その他部局等, 研究員 (70399517)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 疲労き裂 / スマート材料 / アルミナペースト / くさび効果 / き裂進展抑制 / き裂検出 / チクソトロピー / ボルト穴 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
アルミナ等、高硬度・高剛性の微粒子と粘性流体を混合した耐疲労スマートペーストを考案し、疲労き裂の検出及び進展抑制という二つの機能を併せ持つことをこれまで実証してきた。本研究では、このスマートペーストをボルト穴、溶接ルート部等の閉空間に封入して適用した場合の機能発現性について検証すると共に、ペースト粘度や粒子の材質・粒径など、機能発現に影響する諸因子について実験的に検討することを目的とした。
H25年度は、成分構成を変えた数種の粘性流体及びそれらを用いたスマートペーストについて粘度測定を行い、いずれも高チクソトロピック特性を有すること、スマートペーストとしての好適な粘度を規定する際にはせん断速度ごとの見かけ粘度を二次元的に規定する必要があることなどを示し、関連特許出願を行った。
H25～26年度は、スマートペーストをボルト穴、溶接ルート部等の閉空間に封入した場合の疲労試験を行い、き裂の検出・進展抑制機能を実証すると共に、ペーストの適用仕様による効果の違いを明らかにした。ボルト穴封入の場合は低応力レンジ域で寿命延伸効果が大きく3～5倍程度の寿命延伸が、溶接ルート部封入の場合は4倍弱の寿命延伸が認められた。加えて、派生的な成果である高チクソ性粘性流体の塗布によるき裂の目視検出に関する特許出願も行った。
H26～27年度（最終年度）は、ボルト穴に封入した場合の研究成果や高チクソ性粘性流体を用いたき裂検出に関する研究成果をまとめ、講演や論文発表を行った。また、粒子の材質・粒径を変えた実験を行い、機能発現に及ぼす影響を把握した。くさび効果によるき裂進展遅延現象に関しては、接触要素を用いたFE解析を行って実き裂進展データと比較し、くさびの厚さや長さに関する定量的な知見を取得した。
以上、種々の実験並びに解析を通じて貴重な研究成果が得られ、論文発表や特許出願も適宜行うことができた。
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