| 研究課題/領域番号 |
19K04100
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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 | 富山高等専門学校 |
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研究代表者 |
岡根 正樹 富山高等専門学校, その他部局等, 教授 (90262500)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2021年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2020年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2019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 | FSW / 異種金属接合体 / 展伸アルミニウム合金 / ダイカスト用アルミニウム合金 / 鉄鋼材料 / A6063 / ADC12 / S45C / 疲労強度特性 / デジタル画像相関法 / 自然時効 / 摩擦攪拌接合 / アルミニウム合金 / 摩擦攪拌 / 疲労特性 / 疲労破壊過程 / 疲労強度 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
申請者らは，これまで，摩擦攪拌接合（FSW）による，鉄鋼材料/Al合金異種金属接合体の基本的な疲労特性を検討し，負荷レベルに依存して疲労破壊形態が変化することや，疲労特有の破壊形態を呈すること等を明らかにした．しかしながら，それらが発現する原因は未だ不明である．本接合材の場合，疲労破壊の発生箇所は，FSW特有の複雑な組織内である．したがって，疲労強度特性を明らかにするためには，その組織内で進行する疲労破壊のメカニズムを明らかにする必要がある．本研究は，本接合体における疲労破壊のメカニズムを明らかにし，より高強度で信頼性の高い異種金属接合体を創製するための最適接合条件の構築への寄与を目指す．
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| 研究成果の概要 |
本研究では，摩擦攪拌接合（FSW）により，展伸アルミニウム合金と鉄鋼材料の接合体，ならびに，ダイカスト用アルミニウム合金と鉄鋼材料からなる異種金属接合体を創製し，それらの疲労試験を行い，応力比を系統的に変化させた基本的な疲労強度特性や，微視的な疲労破壊のメカニズムについて検討した。また，接合前後における，展伸Al合金と，ダイカスト用Al合金の微視組織の違いや，疲労破壊メカニズムにおよぼす微視組織の影響についても検討を加えた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
摩擦攪拌接合（FSW）は，従来の溶接では事実上不可能とされた，異種金属の接合を実現できる技術であり，各種の機械構造物において，複数種類の材料を，適材適所で使用するマルチマテリアル構造の実現に，必要不可欠な技術として期待されている。本研究では，世界に先駆けて，FSWによる異種金属接合体の疲労強度特性を系統的に検討しており，新規性が高く，学術的な意義も大きいものと思われる。また，機械構造物を設計するためには，あらかじめ疲労強度特性の検討が必要不可欠なことから，本研究で得られた結果を，今後の機器設計に活かせる可能性があること等，社会的な意義も大きいものと思われる。
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