| 研究課題/領域番号 |
15K05692
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
機械材料・材料力学
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| 研究機関 | 東京理科大学 |
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研究代表者 |
金子 堅司 東京理科大学, 工学部機械工学科, 教授 (40016803)
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| 研究分担者 |
荒井 正行 東京理科大学, 工学部機械工学科, 教授 (40371314)
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| 研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2018年度)
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| 配分額 *注記 |
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2017年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2016年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2015年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
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| キーワード | 遮熱被膜 / 疲労せん断剥離 / 剥離強度基準 / 空孔率依存性 / 熱伝導率 / 熱負荷依存性 / 応力場の強さ / S-Nせん断疲労曲線 / 遮熱被膜, / 剥離強度基準、 / せん断剥離、 / 空孔率依存性、 / せん断剥離 / 被膜強度 / 熱伝導特性 / 剥離基準 |
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| 研究成果の概要 |
本研究では高温での酸化や熱負荷の繰り返しを受ける多孔質遮熱被膜の疲労せん断剥離強度および熱伝導特性を正確に評価し、その気孔率依存性についてねじりピンテスト法により実験的に検討し、かつ有限要素法による特異場解析によって強度基準を明らかにした。まず、多孔質被膜の弾性変形特性を球の押し込み試験と対応する有限要素法解析によって求め、単純せん断負荷による剥離強度をトップコートとボンドコートの界面端における特異応力場の強さを基準にして統一的に評価した。次に、せん断繰り返し疲労試験によって3種類の被膜のS-N曲線を求め、その気孔率依存性を明らかにした。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究成果の学術的かつ社会的な意義は以下の通りである。（1）溶射被膜のせん断剥離強度を疲労強度の面においても実験的かつ解析的に明確に求めることを可能にするねじりピンテスト法の有用性を確認したもので、学術研究上の意義は大きい。（2）ガスタービンの性能向上のためにポーラスな遮熱被膜を実機タービン翼に適用する際の強度と安全性の確認のために必要な被膜の疲労剥離強度曲線を任意の気孔率被膜に対して求め、決定した点。（3）ポーラスな遮熱被膜を適用することでガスタービン等の性能向上を図ることはエネルギーの効率的な利用と資源の節約あるいは地球環境の保護・保全等に資する社会的にも極めて意義のある成果である。
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