| 研究課題/領域番号 |
18K13938
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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24020:船舶海洋工学関連
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
山下 正太郎 大阪大学, 工学研究科, 助教 (40805107)
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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 |
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2021年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2020年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2019年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2018年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
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| キーワード | 高温割れ / 凝固割れ / 割れ対策 / レーザ / 熱ひずみ制御 / 予測 / 数値解析 / レーザ後熱 / バレストレイン試験 / 拘束緩和式U型高温割れ試験 / モデル化 / 高温延性曲線 / 凝固割れ予測 / 後熱処理 / ひずみ履歴制御 / 凝固割れ発生予測 / 凝固割れ抑制 / 温度履歴制御 / 溶接高温割れ / ひずみ制御 / レーザ照射 / ハイブリッド溶接 / ステンレス鋼 |
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| 研究成果の概要 |
本研究では，生産技術の一つである溶接において生じる凝固割れの防止に着目した．凝固割れは，溶接中の溶融凝固部周辺に生じるひずみと密接に関係している．そこで，レーザ熱源を別途付加する溶接システムを用いて，凝固割れ発生につながる熱ひずみを積極的に制御することで凝固割れの防止策を提案した．凝固割れ発生を予測するための数値モデルの構築，数値モデルに基づくレーザ照射条件最適化，その実験的検証から本コンセプトの妥当性が明らかとなった．補助的にレーザを用いることで凝固割れを防止可能となったこと，ならびに溶接の主熱源として活用が期待されるレーザに対して，レーザの補助活用とその付加価値を明らかにすることができた．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
凝固割れの対策として，レーザ補助照射による熱ひずみ制御が有効であることが示唆されたことは，材料学的対策や抜本的な施工プロセス（主熱源側など）の改善などで対策されてきた凝固割れ問題に対して，非常に有意義な課題解決策を提示したことになる．また，レーザ熱源の新たな活用方法が提案され，社会的意義は非常に大きい．凝固割れ発生の予測モデル化，そのコンセプトの妥当性を理論・実験の両面から示唆できたことは，学術的意義が大きい．生産技術の最適化に向けた数値シミュレーション活用の可能性を大きく示唆するものであり，学術に基づいて産業（ものづくり）の最適化につながる有意義な研究成果であると捉えることができる．
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