| 研究課題/領域番号 |
18K13664
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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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 | 久留米工業高等専門学校 |
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研究代表者 |
佐々木 大輔 久留米工業高等専門学校, 材料システム工学科, 助教 (50772498)
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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 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2020年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2019年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2018年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
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| キーワード | 疲労破壊 / き裂進展 / 焼結物 / くさび効果 / 補修 / パルス通電 / 微粒子 / 大型構造物 / プラズマ焼結 / 簡易補修 / 疲労き裂補修 / 疲労 / き裂進展抑制 / き裂補修方法 / 開閉口現象 |
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| 研究成果の概要 |
本研究では，パルス通電焼結と粉末粒子を融合させた補修方法「プラズマ・粒子法」を開発し，疲労寿命延命効果ならびに疲労破壊挙動に着目して研究を行った．本研究により以下の6点の成果が得られた．１模擬き裂部にくさび効果を期待させる微粒子の焼結体を形成できた．２疲労き裂進展速度が遅くなることが確認された．３結晶粒径には本補修方法が影響を与えないことが確認された．４補修によりき裂先端の硬さが低下すること．５き裂進展速度が上昇する場合，脆性破面率の上昇を伴うこと．６有限要素法を用いた力学解析によって，焼結体によりき裂先端の塑性域が小さくなることが示唆された．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
建設後50年経過する構造物において，補修工事の猶予時間を設けるため，簡易補修方法の開発が望まれている．しかし，有用な既存の補修方法でも10cm程度の開いた疲労き裂補修が残された課題となっている．本研究では，大きく開いた疲労き裂の補修に成功し，き裂進展速度を減速させ，寿命を延命することに成功した．社会的意義は，老朽化が進んだ大型構造物の補修工事の猶予時間を設けることができる点にある．学術的意義は，き裂進展抑制メカニズムに新たに焼結物によるくさび効果を加えた点にある．
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