| 研究課題/領域番号 |
16K05980
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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 | 福岡大学 (2018)
九州大学 (2016-2017) |
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研究代表者 |
山辺 純一郎 福岡大学, 工学部, 教授 (20532336)
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| 研究分担者 |
藤川 正毅 琉球大学, 工学部, 助教 (70549047)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 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)
2018年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2017年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2016年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
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| キーワード | 疲労き裂進展 / 水素拡散 / 有限要素法 / 水素 / 環境強度 / 鉄鋼材料 / 疲労 |
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| 研究成果の概要 |
炭素鋼の疲労き裂進展（ＦＣＧ）特性に及ぼす水素ガス圧力，試験周波数および試験温度の影響についての実験を行うとともに，水素拡散・弾塑性連成解析により水素による疲労き裂進展の加速を予測可能な局所パラメータについて検討した．これら因子の中で，特に試験周波数の影響が顕著で，水素によるＦＣＧ速度の加速率は試験周波数に依存して複雑に変化した．水素拡散・弾塑性連成解析では，連成解析より得られた「き裂先端の水素濃度勾配」と任意のしきい値を用いて疲労き裂進展加速の発生を評価した結果，ＦＣＧ加速の有無（加速しているか否か）を分類できた．さらに，「有効拡散距離」を用いることで加速率も定量的に評価できた．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
従来の水素脆化の研究の多くは，電気化学的に水素チャージを実施するため，高温での試験が困難である．また，数少ない高温水素ガスを用いた研究も，水素に極めて敏感な高強度鋼を対象としており，社会に波及するような実用的な研究ではない．これに対して，本研究では実用鋼を対象とし，高温水素ガス中での水素脆化挙動を明らかにするとともに，これまで報告されていない独創的な発想である局所パラメータを用いて水素脆化を定量的に評価することに成功している．さらに，高温水素ガスにおける研究成果は，今後の技術として期待される水素発電など，種々の水素機器の強度設計に展開できるという点で，学術的および社会的意義は大きいといえる．
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