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損傷とクラックの三次元評価機器の開発

研究課題

研究課題/領域番号 08555168
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分展開研究
研究分野 材料加工・処理
研究機関東京大学

研究代表者

榎 学 (1998)  東京大学, 先端科学技術研究センター, 助教授 (70201960)

金 炳男 (1997)  東京大学, 先端科学技術研究センター, 助手 (50254149)

岸 輝雄 (1996)  東京大学, 先端科学技術研究センター, 教授 (40011085)

研究分担者 香川 豊  東京大学, 生産技術研究所, 教授 (50152591)
岸 輝雄  工業技術院産業技術融合領域研究所, 所長(研究職)
森 久史  東京大学, 先端科学技術研究センター, 助手 (10302788)
須賀 唯知  東京大学, 先端科学技術研究センター, 教授 (40175401)
真下 祐輔  日本たばこ産業, (株)生活技術開発センター, 研究員
榎 学  東京大学, 先端科学技術研究センター, 助教授 (70201960)
金 炳男  東京大学, 先端科学技術研究センター, 助手 (50254149)
研究期間 (年度) 1996 – 1998
研究課題ステータス 完了 (1998年度)
配分額 *注記
12,600千円 (直接経費: 12,600千円)
1998年度: 3,600千円 (直接経費: 3,600千円)
1997年度: 5,200千円 (直接経費: 5,200千円)
1996年度: 3,800千円 (直接経費: 3,800千円)
キーワード内部損傷 / 超音波 / AE / 非破壊評価 / 微視割れ / C / C複合材料 / SiC 粒子分散ガラス / Si-Ti-C-Oセラミックス / SiC粒子分散ガラス / ヒステリシスループ
研究概要

無機系複合材料は力学的環境下で微視組織内における小さな欠陥及び損傷の蓄積により最終破断に至る場合がほとんどである。本研究では、使用中に発生するこれらの損傷を3次元的に検出し、定量的に評価する非破壊評価装置の開発を目的とした。対象材料としてはS-Ti-C-Oセラミックス、C/C複合材料及びSiC粒子分散ガラス(PbO-B_2O_3-SiO_2)基複合材料とし、AE特性と超音波特性が調べられた。SiC粒子分散ガラス基複合材料に対するAE逆問題解析により、微視割れは20μm以下の大きさとせん断型のものが支配的であるが最終破断近くには大きな割れが発生する傾向にあることがわっかた。C/C複合材料の場合には、繊維の配向による力学的異方性を考慮した3次元AE位置評定アリゴリズムを開発し、き裂の進展とAE発生位置との関連を調べた。AEは主に繊維の方向に沿って発生しており、AE逆問題解析により破壊の進展に伴う内部損傷の度合いを定量的に評価した。一方、負荷中に起こる内部損傷をその場で観察するため、超音波とAEを結合させた計測システムが完成され、実験中に起きる内部損傷の度合いに対して超音波、AE及びヒステリシスループの計測による多元的評価が可能になった。
さらに、レーザー干渉計を用いたAEの計測が可能となる装置の開発を進めた。本装置により、CFRPの強度試験の際のAE信号やアルミナコーティング材の熱衝撃時に発生するAE信号が非接触計測可能となった。

報告書

(4件)
  • 1998 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1997 実績報告書
  • 1996 実績報告書
  • 研究成果

    (28件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (28件)

  • [文献書誌] T.Kishi and M.Enoki: "Development of Ceramic Matrix Composites and the Meaning of Microcracks" Key Engineering Materials. 127-131. 63-72 (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.Rabiei,B.-N.Kim,M.Enoki and T.Kishi: "A New-Method Based on Simultaneous Acoustic-Emission and insitu SEM Observation to Evaluate the Fracture-Behavior of Metal-Matrix Composites" Scripta Materialia. 37(6). 801-808 (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] J.-H.Koo,B.-N.Kim,M.Enoki and T.Kishi: "Acoustic Emission Signal Analysis in C/C Composites" Jounal of Acoustic Emision. 15. S87-94 (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] B.-G.Kim,S.Lee,M.Enoki and T.Kish: "Development and Application of Ultrasonic Transducer for Intensive Focusing of Rayleigh Waves" Ultrasonics. 36(7). 825-836 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] B.-G.Kim,M.Enoki and T.Kishi: "Broad Band and Absolute Measurement of ransient Dynamic Normal Velocity of Surface" Review of Scientific Instruments. 69(2). 457-459 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] B.-G.Kim,M.Enoki and T.Kishi: "Direct and Continuous Measurement of Depth-Dependent Reflection Coefficients of Rayleigh Wabves for Surface Discontinuity" Normal Slot,Journal of the Acoustical Society of America. 104(5). 2733-2740 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Kishi and M.Enoki: "Development of Ceramic Matrix Composites and the Meaning of Microcracks" Key Engineering Materials. 127-131. 63-72 (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.Rabiei, B.-N.Kim, M.Enoki and T.Kishi: "A New-Method Based on Simultaneous Acoustic-Emission and insitu SEM Observation to Evaluate the Fracture-Behavior of Metal-Matrix Composites" Scripta Materialia. 37 (6). 801-808 (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] J.-H.Koo, B.-N.Kim, M.Enoki and T.Kishi: "Acoustic Emission Signal Analysis in C/C Composites" Journal of Acoustic Emision. 15. S87-94 (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] B.-G.Kim, S.Lee, M.Enoki and T.Kishi: "Development and Application of Ultrasonic Transducer for Intensive Focusing of Rayleighe Waves" Ultrasonics. 36 (7). 825-836 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] B.-G.Kim, M.Enoki and T.Kishi: "Broad Band and Absolute Measurement of ransient Dynamic Normal Velocity of Surface" Review of Scientific Instruments. 69 (2). 457-459 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] B.-G.Kim, M.Enoki and T.Kishi: "Direct and Continuous Measurement of Depth-Dependent Reflection Coefficients of Rayleigh Waves for Surfaces Discontinuity" Normal Slot, Journal of the Acoustical Society of America. 104 (5). 2733-2740 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.-O.Nandy,N.Tohyama,B.-N.Kim,M.Enoki,S.Schmauder and T.Kishi: "Finite Element Method Simulation of Transverse Bridging in Fiber Reinforced Composites" Journal of the Ceramic Society of Japan. 106・10. 968-973 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] N.Tohyama,M.-O.Nandy,M.Enoki,S.Schmauder and T.Kishi: "Effect of Temperature and Oxidation on the Interfacial Shear Properties of Si-Ti-C-O Fiber-Bonded Ceramic Composites" Journal of the Ceramic Society of Japan. 107・1. 1-7 (1999)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 遠山暢行、金 炳男、榎 学、岸 輝雄: "Si-Ti-C-O繊維結合型セラミックスの高温酸化機構" 日本セラミックス協会学術論文誌. 102・2. 147-152 (1999)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] B.-G.Kim,S.Lee,M.Enoki and T.Kishi: "Development and Application of Ultrasonic Transducer for Intensive Focusing of Rayleigh Waves" Ultrasonic. 36. 825-836 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] B.-G.Kim,M.Enoki and T.Kish: "Broad Band and Absolute Measurement of Transient Dynamic Normal Velocity of Surfac" Review of Scientific Instruments. 69・2. 457-459 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] B.-G.Kim,M.Enoki and T.Kishi: "Direct and Continuous Measurement of Depth-Dependent Reflection Coefficients of Rayleigh Waives for Surface Discontinuity" Normal Siot,Journal of the Acoustical Society of America. 104・5. 2733-2740 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 金炳男,遠山暢之,榎学,岸輝雄: "一方向C/C複合材料のせん断強度と圧縮破壊機構" 日本機械学会講演論文集. 63・614. 73-78 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] A.Rabiei, B.N,Kim, M.Enoki and T.Kishi: "A New Method Based on Simultaneous Acoustic Emission and in-situ SEM Observation to Evaluate the Fracture Behavior of Motal Matrix Composites" Scripta Materialia. 37・6. 801-808 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] T.Tohyama, B.N.Kim, M.Enoki and T.Kishi: "Oxidation Behavior of Si-Ti-C-O Fibre-Bonded Ceramics" Key Engineering Materials. 145-149. 919-924 (1998)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] B.K.Jang and T.Kishi: "Effect of Nano-Sized SiC and Micro-Sized YAG Dispersion on the Microstructure of Alumina" Journal of the Ceramic Society of Japan. 106・2. 138-143 (1998)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] 津田 浩,榎学,岸 輝雄,高橋 諄,剣持 潔,林 龍一: "AE方によるSiC繊維強化ガラスの破壊過程評価" 日本複合材料学会誌. 22・1. 10-14 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] H.Fujita,M.Enoki and T.Kishi: "Microfracture Analysis of SiCRein forced Composites by Acoustic Emission" Materials Transactions,JIM. 37・4. 776-781 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] A.Rabiei,B.N Kim,M.Enoki and T.Kishi: "Fractre Behavior in 6061 Al Alloy Matrix Composites with Different Reinforcements" Materials Transactions,JIM. 37・5. 1148-1155 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] N.Tohyama,B.N Kim,M.Enoki and T.Kishi: "Compressive Strength and Failure Mechanisms of Laminated C/C Composites by Using Acoustic Emission Method" Materials Transactions,JIM. 37・5. 1156-1160 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] K.Watanabe,A.Kohyama,S.Sato,H.Serizawa,H.Tsunakawa,K.Hamada and T.Kishi: "Evaluation of Interfacial shear Strengthot C/C Composites by means of Microindentation Test" Materials Transactions,JIM. 37・5. 1161-1165 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] M.Enoki and T.Kishi: "Evaluation of Stochastic Microfracture Process of Pariticle Dispersed Composites" Materials Transactions,JIM. 37・3. 404-408 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書

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公開日: 1996-04-01   更新日: 2016-04-21  

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