2015 Fiscal Year Research-status Report
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26820013
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| Research Institution | Saitama University |
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Principal Investigator |
坂井 建宣 埼玉大学, 研究機構研究企画推進室, 准教授 (10516222)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 長期クリープ試験 / 線形粘弾性理論 / ポリプロピレン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，高分子材料の時間－温度換算則に基づく長期クリープ挙動予測の精度評価のために， これまで誰も達成していない15年間連続クリープ試験の実施を目標に，地震・停電対策を施した長期クリープ試験装置を開発し，申請期間中の最低2年間のクリープ試験を行うことを目的としている．これまでのところ，以下の2点に関する結果を得た．
前年度において定ひずみ速度試験，定負荷速度試験から得られる粘弾性特性が，クリープ試験および応力緩和試験から得られる粘弾性特性と大きく異なる結果が得られていた．この結果について検討を行うために，様々な負荷応力におけるクリープ試験を行い，線形粘弾性理論の適用範囲の模索を行ったところ，試験片として用いているポリプロピレン材は，非線形性が強く，わずかな応力において，応力依存性を示すことから，定負荷速度試験および定ひずみ速度試験から粘弾性特性を得たとしても，得られた結果はその時々の応力に依存して変化することが明らかとなった．以上より，長期試験の結果と一致しない理由が明らかになった．
そのため，応力依存性について時間－温度－応力換算則の適用を試みており，現在クリープ試験の応力依存性について定式化を試みている．この定式化により，定ひずみ速度試験および定負荷速度試験により得られる粘弾性特性係数を補正することが可能となり，短時間試験による長期寿命予測が可能となる．
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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
現在までにおいて，クリープ試験は約3か月進んでおり，目標の2年間には遠いが，申請期間中では1年2か月のデータが得られる計算である．前年度にあったデータの不具合および荷重制御方式の変更により，安定した試験結果が得られていることから，長期試験を始めるに至っている．以上より，長期試験については，前年度の遅れは取り戻せないが，おおむね順調に進展していると思われる．
また，その他の粘弾性挙動予測に関する短時間試験については，応力依存性を考慮する必要があることが明らかとなった．現在行われている短時間クリープ試験および応力緩和試験は，長期試験と同じ応力レベルでの試験であることから，長期予測が行えている．しかし，定ひずみ速度試験および定負荷速度試験から長期予測を行うためには，様々な応力レベルにおけるクリープ試験などを行う必要があり，その結果得られる時間－温度－応力換算則を適用することで，長時間予測を可能とする．結果として比較可能なレベルまで精度が向上したのちに，各種試験方法より得られる粘弾性特性評価結果の違いを検討する必要がある．応力依存性についての研究については，3年目に行う予定であり，順調であるといえる．
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| Strategy for Future Research Activity |
今後の研究については，このまま長期クリープ試験を続けること，また様々な応力におけるクリープ挙動を明らかにすることで，時間－温度－応力換算則の定式化を行う．得られた構成方程式より，定ひずみ速度試験および定負荷速度試験結果から応力の影響を取り除き，線形粘弾性範囲内のデータを算出可能にする．
短時間試験結果および長時間試験結果ともに，得られた試験結果を線形粘弾性理論の適用範囲内の応力レベルの結果に変換し，比較を行う．その結果，短時間試験同士が異なる結果を示した場合，その原因について明らかにするとともに，どの方法が最も適しているのか，を明らかにする．
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| Causes of Carryover |
昨年度は，旅費を他の予算から捻出したため，ほぼすべてを物品費として使用した．利用に際して，支払い金額・時期が定まらないものがあり，そのためわずかに予算を残しておいたため，約7000円ほど繰り越すことになった．
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
本年度は，繰り越し金額が少額のため，計画は変わらない予定である．
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