| 研究課題/領域番号 |
18H03748
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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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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| 審査区分 |
中区分18:材料力学、生産工学、設計工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
中村 孝 北海道大学, 工学研究院, 教授 (30237408)
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| 研究分担者 |
戸田 裕之 九州大学, 工学研究院, 教授 (70293751)
藤村 奈央 北海道大学, 工学研究院, 助教 (40732988)
竹内 晃久 公益財団法人高輝度光科学研究センター, 分光・イメージング推進室, 主幹研究員 (70426526)
上杉 健太朗 公益財団法人高輝度光科学研究センター, 分光・イメージング推進室, 主席研究員 (80344399)
古谷 佳之 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 構造材料研究拠点, グループリーダー (60354255)
小熊 博幸 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 構造材料研究拠点, 主幹研究員 (80515122)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
45,240千円 (直接経費: 34,800千円、間接経費: 10,440千円)
2021年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
2020年度: 6,630千円 (直接経費: 5,100千円、間接経費: 1,530千円)
2019年度: 6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2018年度: 26,780千円 (直接経費: 20,600千円、間接経費: 6,180千円)
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| キーワード | ギガサイクル疲労 / 内部起点型破壊 / 真空 / 放射光 / き裂進展 / き裂伝搬 / 疲労 |
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| 研究成果の概要 |
材料内部からき裂が発生し，長寿命域で疲労強度が低下する現象（超高サイクル疲労）のメカニズムを明らかにするために，SPring-8の放射光X線CTを用いて数十マイクロメートル程度の微小き裂の非破壊検出技術を構築した．これを用いた観察の結果，内部き裂の進展速度は表面き裂よりはるかに低く，高真空中のそれにほぼ等しいことが明らかとなった．内部き裂は真空に類似した環境を極低速で進むために，超高サイクル域で破壊が生じると推定された．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
超高張力鋼やチタン合金等の高強度金属において，長寿命で疲労強度が低下する現象（超高サイクル疲労）が近年広く知られるようになった．これは材料内部を起点とするき裂の発生・進展により生じるが，内部き裂の検出が困難なことから，その破壊機構は明らかにされていない．本研究は， SPring-8における放射光X線CTを用いて数十μmの内部微小疲労き裂をSEMレベルの分解能で観察する技術を構築し，これまで全く明らかにされていなかった内部き裂の挙動を解明することを目的としている．本研究の成果は最先端非破壊検査技術のさらなる高度化，疲労強度学の発展，超高サイクル疲労評価法の構築等に寄与するものである．
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