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中性子ひずみスキャンニング法を基にした疲労寿命予測システムの開発に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 12555023
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分展開研究
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 森井 幸生  日本原子力研究所, 先端基礎研究センター, 研究員
秋庭 義明  名古屋大学, 工学研究科, 助教授 (00212431)
林 眞琴  株式会社日立製作所, 原子力事業部, 研究員
木村 英彦  名古屋大学, 工学研究科, 助手 (60345923)
來海 博央  名古屋大学, 工学研究科, 助手 (30324453)
田中 拓  名古屋大学, 難処理人工物研究センター, 講師 (80236629)
林 真琴  (株)日立製作所, 機械研究所, 研究員
研究期間 (年度) 2000 – 2002
研究課題ステータス 完了 (2002年度)
配分額 *注記
13,000千円 (直接経費: 13,000千円)
2002年度: 2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
2001年度: 1,800千円 (直接経費: 1,800千円)
2000年度: 9,100千円 (直接経費: 9,100千円)
キーワード中性子応力測定 / 残留応力 / 疲労 / X線応力測定 / 複合材料 / き裂 / 回折弾性定数 / 放射光 / ショットピーニング
研究概要

1.中性子応力測定法を,実用の技術として応用するための応力測定精度を検討するために,負荷応力測定を行った。測定ひずみから応力に換算する場合に使用する回折弾性定数は,弾性領域ではクレーナモデルとセルフコンシステントモデルを組み合わせることから,単結晶の弾性定数と実測機械的弾性定数から理論的に予測することが可能である。塑性域においては,特に単軸変形では測定ひずみからマクロ応力を予測するためには,塑性異方性の検討が不可欠である。また,無ひずみ格子定数の測定方法の検討を含めて,中性子応力測定の標準的手法を骨子を作成した。
2.多相材料の応力測定では,相応力測定から複合則を使用してマクロ・マイクロ応力の評価が可能である。
3.材料内部の応力分布測定のためのひずみスキャンニング法の検討を行った。中性子光源の強度が十分出ないことから,空間分解能は2mm程度に制限された。このため領域の重ね測定をして向上させることが必要であった。
4.中性子回折を利用して表面近傍のひずみ測定を行う場合,中性子の照射域が材料の端部から外れるために,回折プロフィルが乱れあたかも応力が存在するかのような現象が生じこれを「端部効果」と称した。照射ビームの発散角を小さくすることが端部効果を減少させるのに有効である。
5.表面近傍の応力分布を高精度に測定する手法として,放射光(Spring-8)の高エネルギX線(エネルギレベル72keV程度)を利用した測定法に注目した。この手法は,従来の実験室のX線による表面測定法と中性子による内部測定法の中間の手法である.この手法をショットピーニングした鉄鋼材料の表面下の応力分布を測定することに成功した。この高エネルギX線法は,中性子応力測定の表面近傍測定における弱点を補うものであり,ハイブリツド測定の道を拓くものである。
6.中性子応力測定を基にした応力測定および疲労損傷予測システムの現状での成果と,将来への展開を総括した

報告書

(4件)
  • 2002 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2001 実績報告書
  • 2000 実績報告書
  • 研究成果

    (33件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (33件)

  • [文献書誌] Keisuke Tanaka: "Neutron Diffraction Measurements of Loading and Residual Stresses"Materials Science Research International. STP No.1. 412-417 (2001)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yoshiaki Akiniwa: "Thermal Residual Stress in Ceramic Composites Measured by Neutron Diffraction"Materials Science Research International. STP No.1. 427-430 (2001)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Shinobu Okido: "Evaluation of Residual Stress Redistribution Behavior with Crack Extension"Materials Science Research International. STP No.1. 435-438 (2001)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 林 眞琴: "中性子回折による構造物内部の残留応力測定"日本機械学会論文集(A編. 67・655. 363-369 (2001)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 斎藤 徹: "中性子回折法による無ひずみ状態の格子面間隔測定に関する測定技術の開発"材料. 50・7. 701-706 (2001)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Keisuke Tanaka: "Neutron Diffraction Measurements of Residual Stresses in Engineering Materials an Components"Materials Science Research International. 8・4. 701-706 (2002)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Kazuko Inoue, Hisakazu Kawashima, Junya Sakaguchi, Nobuaki Minagawa, Yoshinori Tsuchiya and Yukio Morii: "Neutron Diffraction Measurement and Finite Element Calculation of Residual Stress of a Heat Treated Steel Pipe"Japanese Journal of Applied Physics. Vol.39, Part 1, No.10. 6652-6657 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Makoto Hayashi, Masayuki Ishiwata, Yukio Morii, Nobuaki Minagawa and John H.Root: "Residual Stress Distribution in Carbon Steel Pipe Welded Joint Measured by Neutron Diffraction"Materials Science Research International. Vol.6, No.4. 287-294 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yoshiaki Akiniwa, Keisuke Tanaka, Nobuaki Minagawa and Yukio Morii: "Neutron Diffraction Study of Thermal Residual Stress in Ceramic Composites"Materials Science Research International. Vol.6, No.4. 281-286 (2000)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Keisuke Tanaka and Yoshiaki Akiniwa: "Neutron Diffraction Measurements of Loading and Residual Stresses"Materials Science International, Special Technical Publication. No.1. 412-417 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Makoto Hayashi, Shinobu Ohkido, Yukio Morii and Nobuaki Minagawa: "Measurement of Residual Stress in Structural Components by Neutron Diffraction"Materials Science International, Special Technical Publication. No.1. 418-423 (2001)

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    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yoshiaki Akiniwa, Keisuke Tanaka, Nobuaki Minagawa and Yukio Moriia: "Thermal Residual Stress in Ceramic Composites Measured by Neutron Diffraction"Materials Science International, Special Technical Publication. No.1. 427-430 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Shinobu Okido, Makoto Hayashi, Yukio Morii and Nobuaki Minagawa: "Evaluation of Residual Stress Redistribution Behavior with Crack Extension"Materials Science International, Special Technical Publication. No.1. 435-438 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Keisuke Tanaka and Yoshiaki Akiniwa: "Neutron Diffraction Measurements of Microstress and Macrostress in Composites"Journal of Physical Society of Japan. Vol.79, Supplement A. 509-513 (2001)

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      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Keisuke Tanaka, Yoshiaki Akiniwa, Kenji Suzuki, Etsuya Yanase, Kouji Nisho, Yukihiro Kusumi and Kazuo Arai: "Neutron Diffraction Measurements of Residual Stresses in Engineering Materials and Components"Materials Science Forum. Vol.404-407. 341-348 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Keisueke Tanaka and Yoshiaki Akiniwa: "Neutron Diffraction Measurements of Residual Stresses in Engineering Materials and Components"Materials Science Research International. Vol.8, No.4. 19-21 (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2002 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Keisuke Tanaka: "High-Energy X-Ray Synchrotron Radiation Analysis of Residual Stress Distribution of Shot-Peened Steel"Materials Science Forum. 404-407. 703-708 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 柳瀬 悦也: "放射光高エネルギX線を用いたショットピーニング処理した鉄鋼の残留応力の評価"材料. 51・7. 756-763 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 皆川 宣明: "中性子回折法による試料端部の測定"第38回X線材料強度に関するシンポジウム講演論文集. 38. 202-205 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 齋藤 徹: "曲げ応力を負荷したSiモノクロ単結晶内部の中性子による応力分布測定"第38回X線材料強度に関するシンポジウム講演論文集. 38. 206-210 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 鈴木 賢治: "放射光高エネルギーX線によるボンドコート層の高温内部応力測定"放射光. 15・6. 19-25 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Keisuke Tanaka: "Neutron Diffraction Measurements of Residual Stresses in Engineering Materials and Components"Materials Science Research International. 8・4. 19-21 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Keisuke Tanaka: "Neutron Diffraction Measurements of Loading and Residual Stresses"Materials Science Research International. STP No.1. 412-417 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Makoto Hayashi: "Measurement of Residual Stress in Structural Components by Neutron Diffraction"Materials Science Research International. STP No.1. 418-423 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Yoshiaki Akiniwa: "Thermal Residual Stress in Ceramic Composites Measured by Neutron Diffraction"Materials Science Research International. STP No.1. 427-430 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Shinobu Okido: "Evaluation of Residual Stress Redistribution Behavior with Crack Extension"Materials Science Research International. STP No.1. 435-438 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 林 眞琴: "中性子回折による構造物内部の残留応力測定"日本機械学会論文集(A編). 67・655. 363-369 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 斎藤 徹: "中性子回折法による無ひずみ状態の格子面間隔測定に関する測定技術の開発"材料. 50・7. 701-706 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] Yoshiaki Akiniwa : "Neutron Diffraction Study of Thermal Residual Stress in Ceramic Composites"Materials Science Research International. 6・4. 281-286 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 秋庭義明: "中性子回折法によるセラミックス複合材料の熱残留応力測定"材料. 49・7. 742-747 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] KeisukeTanaka: "Effect of Secondary Phase on Diffraction Elastic Constants of Polycrystalline Materials"Proceeding of the Sixth International Conference on Residual Stresses. 1012-1019 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] Kazuko Inoue: "Neutron Diffraction Measurement and Finite Element Calculation of Residual Stress of a Heat Treated Steel Pipe"Jpn.J.Appl.Phys.. 39. 6652-6657 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 皆川宣明: "IN718ショットピーニングの中性子回折法による残留応力測定"第36回X線材料強度に関するシンポジウム講演論文集. 36. 263-265 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書

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公開日: 2000-04-01   更新日: 2016-04-21  

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