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マイクロ試片による核融合炉壁材の疲労特性評価に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 02452244
研究種目

一般研究(B)

配分区分補助金
研究分野 金属材料
研究機関東京工業大学

研究代表者

布村 成具  東京工業大学, 精密工学研究所, 教授 (60016764)

研究分担者 小野 雅司  東京工業大学, 精密工学研究所, 助手 (10211145)
熊井 真次  東京工業大学, 精密工学研究所, 助手 (00178055)
研究期間 (年度) 1990 – 1991
研究課題ステータス 完了 (1991年度)
配分額 *注記
7,500千円 (直接経費: 7,500千円)
1991年度: 2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
1990年度: 5,200千円 (直接経費: 5,200千円)
キーワード疲労試験 / SーN曲線 / 微小試片 / 押し込み疲労試験 / 核融合炉 / 材料試験 / 寸法効果 / 核融合炉材料
研究概要

疲労特性は構造材料として基本的な性質であるが、核融合炉炉壁材料のような長期間の安全性の要求される場合には特に重要である。金属では降伏点以下の低い応力でも繰り返し負荷を受けると破断に至ることが知られている。しかし炉壁材のような高濃度の照射を受けた材料の疲労特性は余り調べられていない。これは試験可能な試料が得難いためである。一般に疲労は他の材料試験に比べて大きな試験片を必要とする。しかし、核融合炉炉壁候補材では、試験照射スペ-スや放射能汚染のため微小なTEMデスク寸法の試片での試験が要請されている。
この研究では核融合炉炉壁材開発プロジェクトに一貫として、2つの微小試片疲労試験法を開発した。軸応力疲労において寸法効果は無いが曲けや捻りでは寸法効果が著しいことが知られている。TEMデスク寸法試験片の引張一引張型軸応力疲労試験用グリプシステムを開発した。特に設定時の軸ずれを防ぐ特殊な治具を製作した。この微小引張一引張疲労試験法によって304と316Lステンレス鋼のSーN曲線を求めた。微小試片による疲労試験結果は試験片表面を同じ粗さに仕上げられた標準寸法試片による引張ー引張試験結果とよく一致し、寸法効果はこの微小試片の範囲まで無い事が明かとなった。熱処理によって結晶粒寸法を変えて試験した結果も、標準寸法試片での挙動とよく一致した。本法の欠点は操作性で、ホットラボ作業の適性が案じられる。
疲労特性を押し込み負荷に求める手法が開発された。試片の表面の超硬鋼球あるいはセラミック球に繰返し押込み負荷を与え、SーN曲線を求めた。この手法の利点は操作が単純であることである。この微小試片に適用できる押込み法で得られた4種の材料のSーN曲線は標準寸法の回転曲げ疲労試験で得られた曲線と比較的良い一致を示した。

報告書

(3件)
  • 1991 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1990 実績報告書
  • 研究成果

    (30件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (30件)

  • [文献書誌] Shigetomo Nunomura: "Use of Miniaturized Specimen for Mechanical Testing" Proceeding of International Symposium on Engineering Mechanics. 82-90 (1991)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yakichi Higo,Shinichi Kazama,Shigetomo Nunomura: "Non-destructive evaluation of materials and structures by the elastic wave transfer function method" Materials Science and Engineering. A164. 327-333 (1991)

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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Shinji Kumai,Jianqun Hu,Shigetomo Nunomuta etal.: "Hardness Characteristics in Aged Particulate SiC/A356 Aluminum Alloy Composites" Scripta Metallugica. (1992)

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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yakichi Higo,Daniel Damri,Shigetomo Nunomura etal: "The Fracture Toughness cChracteristics of Three Dental Composite Resins" Bio-Medical Materials and Engineering. 1. 223-231 (1992)

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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Katsuichi Kumada,Tsugio Iwamoto,Shigetomo Nunomura etal.: "Fracture Toughness Measurement using a Ring Specimen" The Journal of the Japanese Spciety for Dental Materials and Devices. 10. 779-787 (1992)

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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Shigetomo Nunomura,Yoshihiko Oda: "Mixes Mode Fatigue Crack Propagation Test Using Cracked Ring" International Journal of Fatigue and Fracture. (1992)

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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Shigetomo Nunomura,Shinji Noguchi,Yuichi Okamura etal.: "Small Specimen Test Techniques and Their Applications to Nuclear Reactor Vessel Thermal Annealing and Plant Life ASTM STP"Two Micro Fatigue Test Methods for Irradiated Materials"" American Society for Materials Testing, (1992)

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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Shigetomo Nunomura,Tohru Nishijima,Yakichi Higo etal.: "Small Specimen Test Techniques and Their Applications to Nuclear Reactor Vessel Thermal Annealing and Plant Life ASTM STP "Tensile Properties Evaluation Using a TEM Disk Size Specimen"" American Society for Materials Testing, (1992)

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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S. Nunomura & Y. Oda: "Cracked Ring Specimen for Environmnt Fatigue and Mixed Mode Fatigue Tests" Proc. 4th Int. Conf. on Fatigue. 1. 589-594 (1990)

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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S. Nunomura: "Use of Miniaturized Specimen for Mechanical Testing" Proceeding of International Symposium on Engineering Mechanics. 82-90 (1991)

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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y. Higo, S. Kazama & S. Nunomura: "Non-destructive evaluation of materials and structures by the elastic wave transfer function method" Materials Science and Engineering. A164. 327-333 (1991)

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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y. Higo, D. Damri, S. Nunomura, K. Kumada etal.: "The fracture toughness characteristics of three dental composite resins" Bio-Medical and Engineering. 1, 1. 223-231 (1992)

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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S. Kumai, J. Hu, Y. Higo & S. Nunomura: "Hardness Characteristics in Aged Particulate SiC/A356 Aluminum Alloy Composites." Scripta Metallugica. (1992)

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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S. Nunomura, T. Nishijima, Y. Higo & A. Hishinuma: "Tensile Properties Evaluation Using a TEM Disk Size Specimen" Small Specimen Test Techniques and Their Applications ASTM STP. (1992)

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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S. Nunomura, S. Noguchi, Y. Okamura & S. Jitsukawa: "Two Micro Fatigue Test Methods for Irradiated Materials" Small Specimen Test Techniques and Their Applications ASTM STP. (1992)

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      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S. Nunomura & Y. Oda: "Mixes Mode Fatigue Crack Propagation Test Using Cracked Ring" International Journal of Fatigue and Fracture. (1992)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1991 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Shigetomo Nunomura: "Use of Miniaturized Specimen for Mechanical Testing" Proceeding of International Symposium on Engineering Mechanics. 82-90 (1991)

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] Shinji Kumai;Jianqun Hu;Shigetomo Nunomura et al.: "Hardness Characteristics in Aged Particulate SiC/A356 Aluminum Alloy Composites" Scripta Metallugica. (1992)

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] Yakichi Higo;Shinichi Kazama;Shigetomo Nunomura: "Nonーdestructive evaluation of materials and structures by the elastic wave transfer function method" Materials Science and Engineering. A164. 327-333 (1991)

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] Shigetomo Nunomura;Tohru Nishijima;Yakichi Higo et al.: "Tensile Properties Evaluation Using a TEM Disk Size Specimen" Small Specimen Test Techniques and Their Applications to Nuclear Reactor Vessel Thermal Annealing and Plant Life ASTM STP. 14. (1992)

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] Shigetomo Nunomura;Shinji Noguchi;Yuichi Okamura et al.: "Two Micro Fatigue Test Methods for Irradiated Meterials" Small Specimen Test Techniques and Their Applications to Nuclear Reactor Vessel Thermal Annealing and Plant Life ASTM STP. 14. (1992)

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] Shigetomo Nunomura;Yoshihiko Oda: "Mixes Mode Fatigue Crack Propagation Test Using Cracked Ring" International Journal of Fatigue and Fracture. (1992)

    • 関連する報告書
      1991 実績報告書
  • [文献書誌] S.NUNOMURA,Y.ODA: "Cracked Ring Specimen for Environment Fatigue and Mixed Mode Fatigue Tests" Proc.4th Int Conf.on Fatigue (FATIGUE 90). 4. 589-594 (1990)

    • 関連する報告書
      1990 実績報告書
  • [文献書誌] Y.UCHIDA,Y.HIGO,S.NUNOMURA: "The Effect of Stress Ratio(R) on Striation Morphology" Proc.4th Int.Conf.on Fatigue (FATIGUE 90). 4. 117-122 (1991)

    • 関連する報告書
      1990 実績報告書
  • [文献書誌] M.ONO,M.SHIMOJO,Y.HIGO,S.NUNOMURA: "Strain Synchronized Polarization Current Analysis on Ti Alloy in 0.9% NaCl Solution during Potentiostatic Corrosion Test" Proc.4th Int.Conf.on Fatigue (FATIGUE 90). 4. 2019-2024 (1990)

    • 関連する報告書
      1990 実績報告書
  • [文献書誌] S.NOGUCHI,Y.HIGO,S.KUMAI,S.NUNOMURA: "Indentation Loading Method as Minaturized Fatigue Testing" Proc.4th Int.Conf.on Fatigue (FATIGUE 90). 4. 2291-2296 (1990)

    • 関連する報告書
      1990 実績報告書
  • [文献書誌] T.NATSUI,Y.HIGO,S.NUNOMUR,J.MATSUOKA: "The Effects of Temperature and Humidity on Dynamic and Static Fatigue in PMMA" Proc.4th Int.Conf.on Fatigue (FATIGUE 90). 4. 807-812 (1990)

    • 関連する報告書
      1990 実績報告書
  • [文献書誌] S.NUNOMURA,M.ONO,Y.HIGO: "External Current in REsponse in the Corrosion Fatigue Test" Strength of Metals and Alloys. 8. 749-754 (1989)

    • 関連する報告書
      1990 実績報告書
  • [文献書誌] S.NUNOMURA (分担): "Advanced CeramicsーMechanical Properties of Ceramicsー" Academic Press, 353 (1989)

    • 関連する報告書
      1990 実績報告書
  • [文献書誌] 布村 成具(分担): "新素材/新金属と最新製造ー加工技術(生体用金属材料)" 総合技術出版, 718 (1988)

    • 関連する報告書
      1990 実績報告書

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公開日: 1990-04-01   更新日: 2016-04-21  

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