| Project/Area Number |
20H00913
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Encouragement of Scientists
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
2140:Mechanics of materials, production engineering, design engineering, fluid engineering, thermal engineering, mechanical dynamics, robotics, and related fields
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
Chiba Masaki 東北大学, 多元物質科学研究所, 技術一般職員
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 –
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2020)
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| Budget Amount *help |
¥480,000 (Direct Cost: ¥480,000)
Fiscal Year 2020: ¥480,000 (Direct Cost: ¥480,000)
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| Keywords | 応力測定 / X線回折 |
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| Outline of Research at the Start |
Fe基合金はネジ・バネ・大規模建造物の柱などに利用されており、これらはねじり応力を主体とし、引張・圧縮応力等も加わった複合的な応力存在下で利用されている。ねじり応力は、これらの材料の力学的特性や破壊メカニズムに大きな影響を与えており、正しい評価が必要である。しかしながら、ねじり応力印加時(in situ)での応力測定の研究報告は少ない。本研究では、ねじり応力を主体とした複合的な応力を印加できる治具を作成し、X線応力測定装置応力測定で測定する。更にEBSDを利用して結晶粒レベルの微視的な見地から解析を行い、応力測定技術確立を目指す。
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| Outline of Final Research Achievements |
本研究では試料の傾斜、1軸方向へのステージ移動により、ねじり・引張応力の印加が可能な治具を製作した。ステンレス鋼圧延板を切出した試料に、治具で応力を印加した。可搬・非破壊・短時間で応力測定可能な手法であるcosα法により、in situで試料の応力実測を行った。
ねじり応力印加により、試料短手方向の引張の主応力が表れた。引張応力印加により、試料の最大主応力が引張方向へ増大・回転した。試料は最大主応力が約1600 MPaで破断した。ねじり・引張応力を同時印加した場合、引張応力のみの場合と比較して、半分のひずみ量で破断した。本研究により、可搬な応力測定装置を利用し、各種応力状態の違いを評価できた。
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
Fe基合金は、ねじり応力等の複合的な応力存在下で利用されている。ねじり応力は、力学的特性の発現や破壊メカニズムに大きな影響を与えており、安全性評価のために正しく評価することが必要である。しかし、ねじり応力印加時(in situ)での応力測定の研究報告は少ない。本研究はねじり・引張応力を複合的に印加可能な応力印加治具を製作し、外部応力存在下でX線応力測定を行い、実験結果の評価を行った。本研究により、ねじり・引張応力が複合的に印加された応力状態の評価を、可搬・非破壊で実測することができた。この手法を応用することで、産業界で求められているin situの応力測定技術の進展に寄与できると考えられる。
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