| 研究課題/領域番号 |
17H03152
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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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 | 防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群) |
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研究代表者 |
山田 浩之 防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群), システム工学群, 准教授 (80582907)
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| 研究分担者 |
小笠原 永久 防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群), システム工学群, 教授 (60262408)
小林 秀敏 大阪大学, 基礎工学研究科, 教授 (10205479)
谷垣 健一 大阪大学, 基礎工学研究科, 助教 (40631875)
松沢 孝俊 国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所, その他部局等, 研究員 (00443242)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2019年度)
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| 配分額 *注記 |
17,680千円 (直接経費: 13,600千円、間接経費: 4,080千円)
2019年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2018年度: 8,450千円 (直接経費: 6,500千円、間接経費: 1,950千円)
2017年度: 7,540千円 (直接経費: 5,800千円、間接経費: 1,740千円)
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| キーワード | 氷 / インデンテーション / 打撃 / 準静的 / ひずみ速度 / 破壊 / ハイスピードビデオカメラ / 圧子形状 / 低温チャンバー / 衝撃破壊 / 衝撃変形 / シュリーレン法 / 圧子 / 打撃試験 / 高速度ビデオカメラ / 亀裂進展 / 低温保持 / 衝撃 / 衝撃工学 / 氷工学 / 有限要素解析 / スプリット・ホプキンソン棒法 |
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| 研究成果の概要 |
身近な氷の破壊現象として，金属製スプーンの裏で氷を叩くことで簡単に割れることが経験的に知られている。しかし，この氷の破壊メカニズムは明らかにされていない。そこで本研究では，氷の変形および破壊の速度依存性に着目する。準静的および打撃インデンテーションにより氷の変形および破壊特性に及ぼす圧子形状や速度などの負荷条件の影響を明らかにすることを目的とした。インデンテーション試験とその時の破壊の観察の総合的な結果から，圧子形状や速度を変化させたインデンテーションにより，氷の変形および破壊特性には内部の変形場が大きく影響することが明らかになった。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
圧子形状と速度の効果でスプーンの裏を使った打撃で簡便に氷が破壊できる現象のメカニズムの一端が明らかなった。これは氷をいかにして簡便に破砕するかのアイデアに直結する。しかし，本研究では，1辺20 mmの試験片を用いたため，試験片の寸法が変わると，荷重値やエネルギーの値は変化することが予想される。よって，試験片の寸法効果について検討する必要がある。この効果を理解することで，マルチスケール砕氷技術へと展開が可能となる。最終的に，雹や航空機に着氷した氷の落下などからの保護，砕氷船技術へと展開されることが期待される。
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