| 研究課題/領域番号 |
18K03847
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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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| 審査区分 |
小区分18010:材料力学および機械材料関連
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| 研究機関 | 東京理科大学 |
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研究代表者 |
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) |
2018-04-01 – 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 |
3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2018年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
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| キーワード | セラミック遮熱コーティング / バイオミメティクス / 微視的構造 / Brickモデル / Cohesiveモデル / 平面充填構造体 / 破壊靭性値 / 新材料 / 多角形平面充填構造 / 界面強度 / き裂進展プロセス / フラクタル次元 / き裂進展 / 有限要素解析 / 非線形Cohesiveモデル / 溶射条件 / スプラットアスペクト比 / スプラット割れ / スプラット界面割れ / 荷重―たわみ曲線 / プラズマ溶射 / 非弾性変形 / 離散化モデル / 損傷解析 |
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| 研究成果の概要 |
本研究では，ガスタービン動翼表面に施されているTBCの非弾性変形と損傷プロセスを数値シミュレーションすることを目的に，Brickモデルと非線形Cohesiveモデルを融合した新しいミクロモデルを開発するとともに，我々がこれまでに進めてきた損傷連成非弾性構成式によるマクロモデルと組み合わせたミクロマクロ結合シミュレーションを試みた。得られた結果は，複雑な非弾性変形と損傷過程を適切にシミュレーションできていることを確認した。さらに，Brickモデルを多角形モデルに拡張した平面充填構造体を対象に数値解析を行った。この結果，頂点数と負荷方向を制御することで高破壊靭性化を達成できることを明らかにした。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究を通じて得られた成果により，TBCの微視的構造を起点としてバイオミメティクスによる新しい微視的構造概念を得ることができた。これらの成果により，効率的に新しい材料の開発に資することが可能となった。
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