| 研究課題/領域番号 |
19K21925
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分18:材料力学、生産工学、設計工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 早稲田大学 |
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研究代表者 |
細井 厚志 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (60424800)
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| 研究期間 (年度) |
2019-06-28 – 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 |
6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2020年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2019年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
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| キーワード | 疲労き裂治癒 / 高密度電流 / 疲労損傷治癒 / 高密度電流場 / き裂治癒 / 疲労 / 電流印加 / 金属 / 電子風力 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究は高密度電流場を制御することによる金属疲労損傷治癒技術を確立し、電子風力と金属原子の再配列・再結合の因果関係を明らかにすることにより疲労損傷治癒のメカニズムを解明することを目的とする。本技術を確立することによって、機械構造物の高齢化・老朽化に伴う事故や災害を防止すると共に長寿命化を図り、戦略的なストック・維持管理を可能にし、持続可能な社会の発展に貢献する。
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| 研究成果の概要 |
高密度電流場制御による金属材料の疲労損傷及びき裂治癒を実現し、そのメカニズムを解明することを目的とした。高密度電流印加によって，金属材料表面の突き出しの成長を遅らせることができることを明らかにした。電流印加によって，PSBのchannelに存在する原子空孔に作用することで原子空孔密度を低下させ，突き出しの成長を抑制させる可能性があることを示した。また、疲労き裂に対するパルス電流の効果として、き裂部周辺の熱圧縮応力が作用し、き裂閉口やき裂面間間架橋が生じて、応力拡大係数を減少することが示された。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究の成果により、金属材料にパルス電流を印加することで疲労き裂発生の遅延や発生したき裂の治癒の可能性が示された。電流は抵抗の低いところを選択的に流れることから微小欠陥やき裂を迂回するため、その先端に高密度電流場が形成される。つまり損傷部に選択的に電流の効果を付与することができる利点がある。
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