| 研究課題/領域番号 |
19H02443
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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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 |
小区分26030:複合材料および界面関連
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
小椋 智 大阪大学, 工学研究科, 准教授 (90505984)
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| 研究分担者 |
才田 一幸 大阪大学, 工学研究科, 教授 (30178470)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 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 |
17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円)
2021年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2020年度: 6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
2019年度: 5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円)
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| キーワード | 異材接合 / アルミニウム合金 / 組織制御 / 摩擦プロセス / 界面反応 / 力学解析 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
溶接・接合が難しいとされる難接合材同士の異材接合法として，申請者はこれまでに摩擦プロセスと熱処理を併用することで，破断が接合界面部ではなくアルミニウム合金母材で生じる信頼性の高い異材接合法を確立している．一方で母材破断がゆえにその異材界面強度はアルミニウム合金母材強度以上であることまでしかわからず，強度機構の解明には至っていない．そこで本研究では，母材に超高強度アルミニウム合金を適用することで，摩擦プロセスと熱処理を併用した高強度異材界面形成とその強度発現メカニズムを解明し，そのモデルを構築することを目的とする．
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| 研究成果の概要 |
本研究では摩擦プロセスと熱処理を併用した高強度異材界面形成とその強度発現メカニズムを解明し，そのモデルを構築することを目的とした．プロセスを最適化することで同材接合ならびにA7N01合金／SUS304異材接合では母材破断を呈する接合が達成された．力学数値解析から超高強度アルミニウム合金金/SUS304継手は, 界面外周部において継手に対する公称応力以上の局所応力が作用し界面破断に至ることが明らかとなった．そのため，母材破断を呈する異材接合のモデルの構築には材料間の降伏応力および加工硬化によって生じる界面の応力分布の差を考慮する必要があることが明らかとなった.
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究は界面反応制御と母材強化を並立させている．そのため，研究の展開として，例えばチタン合金など他実用合金においても界面反応による金属間化合物を形成する系において適用が可能であり，それらの異材界面強度の理解が深めることができると考えられる．また，理論解析よる異材接合の局所変形モデルの構築を行っている．その解析モデルは今後のシミュレーション予測を始め，わが国が推進しているマテリアルDXなどのAI，ビックデータ，インフォマティックスなどのデータ駆動研究にも適用ができるものと考えている．そのため本研究は工業的展開が可能な学術研究として役に立つものと思われる．
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