| 研究課題/領域番号 |
17H04898
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| 研究種目 |
若手研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
機械材料・材料力学
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| 研究機関 | 長岡技術科学大学 |
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研究代表者 |
大塚 雄市 長岡技術科学大学, 技学研究院システム安全工学専攻, 准教授 (80467084)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
24,050千円 (直接経費: 18,500千円、間接経費: 5,550千円)
2020年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2019年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2018年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
2017年度: 11,570千円 (直接経費: 8,900千円、間接経費: 2,670千円)
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| キーワード | 臼蓋カップ / ゆるみ / 界面破壊力学 / フレッティング摩耗 / アコースティックエミッション / 赤外線カメラ / マルチモーダル計測 / ウェーブレット解析 / 腐食 / 離散ウェーブレット変換 / 水酸アパタイト皮膜 / 摩擦・磨耗 / アコースティック・エミッション / 水酸アパタイト / フレッティング疲労 / 摩耗 / 水酸アパタイト溶射皮膜 / 界面力学 / 溶射皮膜 / 細胞毒性 / 生体材料 / 破壊力学 / 損傷計測 / AE計測 / 機械材料・材料力学 |
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| 研究成果の概要 |
臼蓋カップゆるみ機構における力学的因子と化学/生物学的因子の相互作用を解明するため，以下の項目にて研究を推進した．1.臼蓋カップのゆるみをもたらす力学的条件の系統的評価2.界面疲労損傷・摩耗が化学/生物学的因子へ与える影響の評価3.力学-化学/生物学的因子の相互作用によるゆるみ促進機構の検証価4.相互作用を考慮した有限要素解析によるゆるみ寿命予測法開発 その結果，固定状態および臼蓋カップの結合状態，固定材の機械的性質変化（劣化・損傷，毒性など）を考慮し，臼蓋カップのゆるみ量を評価することができることを示した．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
力学―化学―生物学的相互作用を導入して，ゆるみを予測する有限要素解析手法を構築する．患者の体重や運動，骨密度などを変化させた解析でゆるみ寿命を予測することで，提案手法のテーラーメイド型解析手法としての個別患者のゆるみリスクを予測することが可能となる．これらは，超長寿命型人工関節の開発に向けた表面改質技術の開発や，摩耗粉の影響による細胞毒性の影響を考慮した表面処理技術の開発，固定状態を検証するためのモニタリング技術の構築など，人工関節の長寿命化技術の開発に貢献できると期待される．
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