| 研究課題/領域番号 |
20H02353
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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24010:航空宇宙工学関連
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| 研究機関 | 広島大学 |
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研究代表者 |
岩本 剛 広島大学, 先進理工系科学研究科(工), 准教授 (40274112)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
18,460千円 (直接経費: 14,200千円、間接経費: 4,260千円)
2022年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2021年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2020年度: 13,390千円 (直接経費: 10,300千円、間接経費: 3,090千円)
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| キーワード | 超高速衝突 / 損傷回避 / 材料力学特性 / テイラー衝撃試験法 / 高精度測定 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
材料の力学特性試験は103/sまでの高ひずみ速度域までにおいて確立されているが，宇宙ゴミの衝突による損傷の軽減など，宇宙開発の上で想定される105/s 以上の超高ひずみ速度域ではテイラー式衝撃試験(TI)法が唯一の方法となる．しかし，従来TI法では一本の応力－ひずみ，ひずみ速度(SS)曲線を描くために，膨大な試験回数が必要である．本課題では，外力，変形，速度，さらに超高速領域試験では未知であった温度分布を高速イメージングとファイバーセンシング等の組合せにより，実時間で測定する拡張TI法を実証し，各要素技術を高精度化することで一度の試験回数により，単一のSS曲線が得られる手法として確立する．
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| 研究成果の概要 |
超高ひずみ速度域での材料力学特性の実測法であるテイラー衝撃試験法を拡張し，一回の測定で応力－ひずみ曲線，ひずみ速度，温度曲線の情報を高精度に得られる測定系を開発した．各要素技術の開発し，それらを総合した測定系についての実証と有用性の検証を行った．更に，空気から高圧ガスへの変更により，衝突速度を向上させ，超高ひずみ速度における圧縮試験を実施し，未知なる熱・力学的材料特性が解明可能となった．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
宇宙開発の促進の観点から，10^5/s 以上のひずみ速度を対象とした超高ひずみ速度域の特性として高ひずみ速度域までの実測データからの推測値が用いられる場合が多く，超高速域ではひずみ速度に対する非線形性が認められるため，安全設計上のマージンを大幅に取らざるを得なかった．本研究の成果から，超高ひずみ速度域における，構造材料が持つ強度特性の非線形性の解明が可能となった．実際，以上は，「どの様にすれば超高ひずみ速度域の材料力学特性を簡便かつ精確に実測できるのか」は，長年多くの研究者が取り組んできた課題であり，その解決に役に立つ．
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