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飛行時間法による構造用材料の高精度中性子残留応力測定システムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 13555024
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

秋庭 義明  名古屋大学, 工学研究科, 助教授 (00212431)

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
神山 崇  高エネルギー加速器研究機構, 物質構造科学研究, 助教授 (60194982)
田中 啓介  名古屋大学, 工学研究科, 教授 (80026244)
木村 英彦  名古屋大学, 工学研究科, 助手 (60345923)
林 眞琴  (株)日立製作所, 機械研究所, 研究員
來海 博央  名古屋大学, 工学研究科, 助手 (30324453)
研究期間 (年度) 2001 – 2003
研究課題ステータス 完了 (2003年度)
配分額 *注記
13,800千円 (直接経費: 13,800千円)
2003年度: 1,700千円 (直接経費: 1,700千円)
2002年度: 1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
2001年度: 10,600千円 (直接経費: 10,600千円)
キーワード残留能力 / 中性子 / 相応力 / 飛行時間法 / 角度分散法 / 回折弾性定数 / 残留応力
研究概要

高エネルギー加速器研究機構のSIRIUSに装着可能な負荷装置により引張負荷状態におけるひずみ測定を可能とした.単相多結晶材および多相多結晶材の応力測定手法を導出し,セラミックスの弾性定数におよぼす気孔率の影響を明らかにした.ついで,多結晶材料における複数の回折面の弾性定数をもとに,単結晶の弾性定数を求める手法を開発した.また,単結晶の弾性定数を用いて,構造材料の任意の回折面の弾性定数を簡便に評価する方法を開発した.炭素鋼の焼き入れ丸棒材を用いて,残留応力評価を行った.リートベルト解析から得られる格子定数は,焼入れ前の値に比較して,焼入れ材では大きくなることがわかった.また,焼入れ材では,セメンタイトの回折がなくなり,残留オーステナイトの回折が観察された.丸棒の表面には圧縮の残留応力が発生し,内部になるに従って引張応力となった.この結果は有限要素法による解析結果と良く一致した.ついで,複合材料の負荷応力および残留応力を測定した.含有率の異なるセラミックス複合材料の熱残留応方を測定し,セラミックス複合材料の残留応力測定に最適な回折面を明らかにするとともに,熱残留応力に及ぼす第2相の体積含有率の影響を明らかにした.またアルミニウム合金単体材料と炭化ケイ素粒子強化アルミニウム合金複合材料を用いて,塑性変形領域までの荷重負荷を行い,塑性変形領域を含めての,最適回折面を検討した.高精度なひずみ測定には,回折強度が300カウント以上必要であることがわかった.ついで,複合材料について炭化ケイ素相およびアルミニウム相それぞれの複数の格子ひずみと負荷応力関係をシングルピーク解析によって検討した.測定結果はマイクロメカニックスモデルによる予測値と良く一致することがわかった.

報告書

(4件)
  • 2003 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2002 実績報告書
  • 2001 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] Yoshiaki Akiniwa: "Thermal residual stresses in ceramic composites measured by neutron diffraction"Material Science Research International. STP. 427-430 (2001)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Makoto Hayashi: "Measurement of residual stress in structural components by neutron diffraction"Material Science Research International. STP. 418-423 (2001)

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  • [文献書誌] Keisuke Tanaka: "Neutron diffraction measurements of residual stresses in engineering materials and components"Material Science Research International. Vol.8, No.4. 165-174 (2002)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yoshiaki Akiniwa: "Phase stress measurement in SiCp/2024 under axial loading by TOF"Proceedings of Advanced Technology in Experimental Mechanics 2003. GSW0403 (2003)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Keisuke Tanaka: "Diffraction measurement of residual micro and macro stresses"Proceedings of Advanced Technology in Experimental Mechanics 2003. PL3W0400 (2003)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yoshiaki Akiniwa: "Thermal residual stresses in ceramic composites measured by neutron diffraction"Material Science Research International, STP. 427-430 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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  • [文献書誌] K.Tanaka: "Neutron diffraction measurements of loading and residual stresses"Material Science Research International, STP. 412-417 (2001)

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  • [文献書誌] Makoto Hayashi: "Measurement of residual stress in structural components by neutron"Material Science Research International, STP. 418-423 (2001)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Keisuke Tanaka: "Neutron diffraction measurements of residual stresses in engineering materials and components"Materials Science Research International. 8. 165-174 (2002)

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  • [文献書誌] H.Kimura: "Fatigue Crack Propagation Behavior in TiNi Shape-Memory Alloys"Proceeding of The 14th Symposium of The Materials Research Society of Japan. 108-108 (2002)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yoshiaki Akiniwa: "Phase stress measurement in SiCp/2024 under axial loading by TOF"Proceedings of Advanced Technology in Experimental Mechanics 2003. GSW0403. (2003)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Keisuke Tanaka: "Diffraction measurement of residual micro and macro stresses"Proceedings of Advanced Technology in Experimental Mechanics. PL3W0400. (2003)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Hidehiko Kimura: "Fatigue crack propagation and stress-induced martensitic transformation behavior in TiNi"Proceedings of Advanced Technology in Experimental Mechanics. G5W0439. (2003)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yukio Morii: "Residual stress measurement of the quenching material by the neutron diffraction"Proceedings of Advanced Technology in Experimental Mechanics. OS04W0258. (2003)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Takashi Kamiyama: "Neutron diffraction study of thermal residual strain in three layered materials made by self-propagating high temperature synthesis"Materials Science Research International. 9. 81-86 (2003)

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      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Takashi Kamiyama: "Neutron diffraction study of residual stress in the induction hardenedS45C round bar"Proceedings of Advanced Technology in Experimental Mechanics. OS04W0182. (2003)

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    • 関連する報告書
      2003 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Yoshiaki Akiniwa: "Phase stress measurement in SiCp/2024 under axial loading by TOF"Proceedings of Advanced Technology in Experimental Mechanics 2003. GSW0403-GSW0403 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Keisuke Tanaka: "Diffraction measurement of residual micro and macro stresses"Proceedings of Advanced Technology in Experimental Mechanics 2003. PL3W0400-PL3W0400 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Hidehiko Kimura: "Fatigue crack propagation and stress-induced martensitic transformation behavior in TiNi"Proceedings of Advanced Technology in Experimental Mechanics 2003. GSW0439-GSW0439 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Yukio Morii: "Residual stress measurement of the quenching material by the neutron diffraction"Proceedings of Advanced Technology in Experimental Mechanics 2003. OS04W0258-OS04W0258 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Takashi Kamiyama: "Neutron diffraction study of thermal residual strain in three layered materials made by self-propagating high temperature synthesis"Materials Science Research International. 9. 81-86 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Takashi Kamiyama: "Neutron diffraction study of residual stress in the induction hardened S45C round bar"Proceedings of Advanced Technology in Experimental Mechanics 2003. OS04W0182-OS04W0182 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] K.Tanaka: "Neutron diffraction measurements of residual stresses in engineering materials and components"Materials Science Research International. Vol.8,No.4. 165-174 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 秋庭義明: "薄膜・厚さ方向の応力分布評価について"日本機械学会材力部門2002年春のシンポジウム講演論文集. 109-114 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] H.Kimura: "Fatigue Crack Propagation Behavior in TiNi Shape-Memory Alloys"Proceeding of The 14th Symposium of The Materials Research Society of Japan. 108-108 (2002)

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

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] 森井幸生: "曲げ応力を負荷したSiモノクロ単結晶内部の中性子回折法による応力分布測定"日本材料学会第38回X線材料強度に関するシンポジウム講演論文集. 205-216 (2002)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Akiniwa: "Thermal residual stresses in ceramic composites measured by neutron diffraction"Material Science Research International. STP. 427-430 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] K.Tanaka: "Neutron diffraction measurements of loading and residual stresses"Material Science Research International. STP. 412-417 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] M.Hayashi: "Measurement of residual stress in structural components by neutron diffraction"Material Science Research International. STP. 418-423 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 秋庭 義明: "超硬合金(WC-Co)の各相の残留応力の中性子およびX線による測定"日本材料学会第37回X線材料強度に関するシンポジウム講演論文集. 38-43 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 皆川宣明: "無ひずみ格子面間隔測定装置の製作と一般構造材の測定"日本材料学会第37回X線材料強度に関するシンポジウム講演論文集. 220-222 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] 斎藤徹: "中性子回折による各種材料の弾性定数測定"日本材料学会第37回X線材料強度に関するシンポジウム講演論文集. 223-226 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書

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公開日: 2001-04-01   更新日: 2016-04-21  

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