2014 Fiscal Year Research-status Report
擬延性セラミックス基複合材料の損傷蓄積モニタリングによる寿命予測に関する研究
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25820346
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Research Institution | Japan Atomic Energy Agency |
Principal Investigator |
野澤 貴史 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 核融合研究開発部門 六ヶ所核融合研究所, 研究副主幹 (70455278)
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Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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Keywords | 擬延性セラミックス基複合材料 / 損傷モニタリング / デジタル画像相関法 / アコースティックエミッション法 / 電気抵抗率測定法 |
Outline of Annual Research Achievements |
本研究はデジタル画像相関(DIC)法、アコースティックエミッション(AE)測定、電気抵抗(ER)測定によりSiC/SiC複合材料の損傷許容性、強度異方性の解明を主目的とした。平成26年度は、前年度までに個別に検討を進めたDIC法とAE法を併用することで複合材料の損傷蓄積過程の詳細を明らかにした。特に、非主軸引張試験に顕著なエッジ効果をその具体的メカニズムとともに明らかにした。 具体的には、DIC法による表面損傷モニタリングとAE法による内部損傷モニタリングの併用により、き裂発生箇所の位置標定を行い、損傷蓄積過程の詳細を明らかにした。その結果、DIC法で得られた損傷マップに対応する形で、AEの発生を確認し、両モニタリング法による傾向の良い一致を確認した。DIC試験結果の解析の結果、非主軸引張試験において、繊維束に沿った剥離モードによるひずみ蓄積の様子を特定し、特に、試験片エッジ部でのひずみ集中が破壊に強く影響を及ぼしていることが示唆された。この影響は試験片幅が狭いほど顕著で、この場合、強度低下が懸念される結果を得た。ただし、AE試験結果より、初期の損傷蓄積はその多くは内部で生じていることが明らかとなり、ノッチ先端やエッジ部の応力集中は特に最終破断に影響を及ぼしうることが明らかとなった。
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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
平成26年度は、平成25 年度に開発した損傷蓄積モニタリング法を活用し、詳細なき裂進展過程の評価を開始した。特に、アコースティックエミッション法とデジタル画像解析法を併用した擬延性セラミックス基複合材料の損傷蓄積位置の同定を行った。また、定量評価法としての適用性検討についても開始した。その結果、両手法により同定される破損位置に良い相関があることを明らかにし、具体的な破損メカニズムの理解が進んだ。一方、電気抵抗測定法の適用性に関しては、測定時の接触抵抗の問題もあり技術的な課題が残された。平成27年度において、インピーダンス法の適用も考慮し更に検討を進めることとしたが、一部、既にモノリシックSiCを対象に技術適用のための予備検討を開始した。以上より、幾つかの技術的課題は残るものの、全体としては、当初計画どおり研究が進展した。
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Strategy for Future Research Activity |
平成27年度は、当初計画どおり、これまでに開発した損傷蓄積モニタリング法を活用し、詳細なき裂進展過程の解明に向けた試験を継続する。特に、疲労サイクルにおける損傷モニタリングに注力する。また、種々の損傷モニタリング法の定量性について議論を深める。最終的に、寿命予測のためお解析モデルの基本となる考え方を提示し、成果報告としてまとめる。
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Causes of Carryover |
海外出張旅費の額の確定に時間を要し、発生した残額について処理できなかったため。
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Expenditure Plan for Carryover Budget |
試験片加工等の消耗品費に充当する計画である。
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Research Products
(2 results)