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金属基複合材料における微小氷疲労き裂の発生と伝ぱのメゾメカニックス的研究

研究課題

研究課題/領域番号 09450047
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 機械材料・材料力学
研究機関名古屋大学

研究代表者

田中 啓介  名古屋大学, 工学研究科, 教授 (80026244)

研究分担者 田中 拓  名古屋大学, 難処理人工物研究センター, 講師 (80236629)
秋庭 義明  名古屋大学, 工学研究科, 助教授 (00212431)
研究期間 (年度) 1997 – 1999
研究課題ステータス 完了 (1999年度)
配分額 *注記
10,900千円 (直接経費: 10,900千円)
1999年度: 2,400千円 (直接経費: 2,400千円)
1998年度: 3,600千円 (直接経費: 3,600千円)
1997年度: 4,900千円 (直接経費: 4,900千円)
キーワード金属基複合材料 / 疲労 / き裂伝ぱ / 破壊力学 / 残留応力 / メゾメカニックス / き裂閉口 / 微小き裂 / き裂伝ば
研究概要

1.電子顕微鏡内(SEM)での疲労試験を行い,き裂の発生および進展挙動のその場観察を可能とするシステムを構築した.炭化ケイ素粒子強化複合材料の疲労におけるき裂の主な発生個所は,粒子径約30μmの複合材料では粒子割れであり3μmの場合では母相であることを示し,かつき裂進展過程において微細粒子はき裂進展阻止効果を持つのに対し,30μmの粗大粒の場合は,粒子が割れて加速効果を持つことを明らかにした.
2.有限要素法によるき裂と粒子の相互作用のメゾメカニックス解析をもとにして求めたき裂伝ぱ速度およびき裂の屈曲角き裂の予測が,実験結果と一致することを示し,計算機シミュレーションの道を拓いた.
3.微視組織学的微小き裂の停留条件は,き裂先端からの一本転位の射出条件および逆負荷における転位の消滅条件で与えた.き裂の進展過程での粒界とき裂の相互作用は,連続分布転位論をもとに構築した.ついで,このモデルに塑性誘起き裂閉口の効果を重畳させ,き裂進展のシミュレーションプログラムを開発した.また,力学的微小き裂の挙動は,き裂閉口の形成をもとにしたき裂進展抵抗曲線法(R曲線法)によって予測した.
4.炭化ケイ素粒子およびウイスカで強化されたアルミニウム合金の平滑材の疲労限度,長いき裂の下限界応力拡大係数範囲,下限界有効応力拡大係数範囲に関する従来の報告データを集め,引張り強さとの関係を明らかにした.これらの関数を,き裂停留の機構をもとに検討した.

報告書

(4件)
  • 1999 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1998 実績報告書
  • 1997 実績報告書
  • 研究成果

    (24件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (24件)

  • [文献書誌] Y. Akiniwa: "Propagation Behavior of Small Fatigue Cracks in SiCp/Al204 Composites"Proc. Int. Conf. Materials and Mechanics '97 ICM&M'97. 661-666 (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 秋庭義明: "SiCp/Al2024複合材料の微小疲労き裂伝ぱに及ぼす予ひずみの影響"材料. 47・3. 279-286 (1998)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y. Akiniwa: "Propagation Behavior of Small Fatigue Cracks Interacting with Particles"Proc. IMMM '97. 303-308 (1998)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Shimizu: "In Situ Observation of Fatigue Crack Initiation and Propagation Behavior of SiC Particulate Reinforced Aluminum Alloy"Proc. ACCM-1. 721-1-721-4 (1999)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Tanaka: "Mechanics of Small Fatigue Crack Propagation"Small Fatigue Cracks : Mechanics, Mechanisms and Applications, Elsevier Science Ltd.. 59-71 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Tanaka: "Fatigue Thresholds of Discontuously Reinforced Aluminum Alloys"Proc. 7th Int. Fatigue Congress Fatigue '99. 3. 1449-1456 (1999)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y. Akiniwa and K. Tanaka: "Propagation Behavior of Small Fatigue Cracks in SiCp/Al2024 Composites"Proc. Int. Conf. Materials and Mechanics '97, ICM&M'97. 661-666 (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y. Akiniwa, K. Tanaka, K. Shimizu and T. Hagiwara: "Effect of Prestrain on Fatigue Crack Initiation and Propagation in SiCp/Al2024 Composites"J. Soci. of Mater. Sci. Jpn. 47-3. 279-286 (1998)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Y. Akiniwa, K. Tanaka and K. Shimizu: "Propagation Behavior of Small Fatigue Cracks Interacting with Particles"Proc. 3rd Int. Symp. Microstructures and Mechanical Properties of New Engineering Materials, IMMM'97. 303-308 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Shimizu, Y. Akiniwa and K. Tanaka: "In Situ Observation of Fatigue Crack Initiation and Propagation Behavior of SiC Particulate Reinforced Aluminum Alloy"Proc, 1st Asian-Australasian Conf. Composite Materials. ACCM-1. 721-1-721-4 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Tanaka and Y. Akiniwa: "Mechanics of Small Fatigue Crack Propagation""Small Fatigue Cracks : Mechanics, Mechanisms and Applications"Elsevier Science Ltd.. 59-71 (1999)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Tanaka, Y. Akiniwa, and K. Shimizu: "Fatigue Thresholds of Discontinuously Reinforced Aluminum Alloys"Proc. 7th Int. Fatigue Cong., Fatigue '99. 3. 1449-1456 (1999)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1999 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Tanaka: "Mechanics of Small Fatigue Crack Propagation"Small Fatigue Cracks,Elsevier Science Ltd.. 59-71 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] K.Tanaka: "Fatigue Thresholds of Discontinuously Reinforced Aluminum Alloys"Proc.7th Int.Fatigue Congress Fatigue '99. 3. 1449-1456 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 田中啓介: "炭化ケイ素で強化したアルミニウム合金の疲労限度"日本材料学会,第10回破壊 力学シンポジウム講演論文集. 1-5 (1999)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 田中啓介: "ミクロ応力とマイクロ応力" 材料. 47・12. 1301-1307 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Keisuke Tanaka: "Mechanics of Small Fatigue Crack Propagation" Proc.Inter.Conf.Small Fatigue Cracks. (発表予定). (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Keisuke Tanaka: "Fatigue Thresholds of Discontinuously Reinforced Aluminum Alloys" Inter.Conf.Fatigue '99. (発表予定). (1999)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 秋庭 義明: "疲労き裂伝ばシミュレーションによる微視組織的微小き裂伝ば解析" 日本機械学会第48期総会講演会論文集. 53-54 (1999)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Yoshiaki Akiniwa: "Initiation and Propagation Behavior of Fatigue Cracks in SiC Particulate Reinforced Aluminum Alloy" Asian Pacific Conf.Fracture and Strength '99. (発表予定). (1999)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 秋庭 義明: "SiCp/Al2024複合材料の微小疲労き裂伝ぱに及ぼす予ひずみの影響" 日本材料学会第46期学術講演会論文集. 7-8 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] Yoshiaki Akiniwa: "Propagation Behavior of Small Fatigue Cracks in SiCp/Al2024 Composites" Proc.Inter.Conf.Materials & Mechanics. 661-666 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] Yoshiaki Akiniwa: "Propagation Behavior of Small Fatigue Cracks Interacting with Particles in MMC" The 3rd inter.Symp.Microstructure Mech.Prop.Engng Materials.67-67 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] 清水 憲一: "SiC粒子強化アルミニウム合金の疲労き裂伝ぱ挙動に及ぼす粒子含有量と粒径の影響" 日本材料学会第9回破壊力学シンポジウム講演論文集. 240-244 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書

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公開日: 1997-04-01   更新日: 2016-04-21  

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