| 研究課題/領域番号 |
20K04170
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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 | 国立研究開発法人物質・材料研究機構 |
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研究代表者 |
長島 伸夫 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 構造材料研究センター, NIMS特別研究員 (30354252)
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| 研究分担者 |
吉中 奎貴 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 構造材料研究拠点, 主任研究員 (00825341)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (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: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2021年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2020年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
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| キーワード | 極低サイクル / 鉄系形状記憶合金 / フラクトグラフィ / 極低サイクル疲労 / 高ひずみ振幅 / 高ひずみ速度 / 巨大地震 / 制振ダンパー |
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| 研究開始時の研究の概要 |
金属材料の低サイクル疲労は通常ひずみ速度0.5%/s程度で実施される。地震における長周期振動は数秒から10秒前後までの周期で、ひずみ振幅（Δεt/2）は数%から10%程度とされてきた。ところが、近年の実測では、震源地からの距離によりS波の周波数は変化し、0.4秒前後の極短周期や、大きな被害を出した熊本地震では1秒間隔の周期で振動したことが観測されている。Δεt/2=1％とすると、周期1秒はひずみ速度で4%/s、さらに10%の大ひずみを想定すると周期1秒はひずみ速度40%/sとなり、ひずみ速度は80倍になる。このため、ひずみ速度が通常より高い領域での、極低サイクル疲労特性を把握する必要がある。
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| 研究実績の概要 |
これまで極低サイクル疲労特性の対象材としてFe-15Mn-10Cr-8Ni-4Si合金について，径ひずみにおけるひずみ制御を実施し、日本材料学会において論文「Fe-15Mn-10Cr-8Ni-4Si合金の極低サイクル疲労に関する研究」（材料,70(2021), pp.751-757)、論文「Study on Extremely-Low-Cycle Fatigue of Fe-15Mn-10Cr-8Ni-4SiAlloy」（Materials Transuctions, 46(2023), pp.548-554)、論文「Fe-15Mn-10Cr-8Ni-4Si bidirectional- TRIP鋼の極低サイクル疲労に及ぼすひずみ速度の影響」（材料,72(2023),pp.858-865）を発表した。
今年度は、NIMSで新たに開発したFe-18Mn-11Cr-7.5Ni-4Si鋼について径ひずみにおける全ひずみ振幅5％、4％、3％、2％の径ひずみ制御試験を実施した。その結果、これまでのFe-15Mn-10Cr-8Ni-4Si鋼の約2倍の寿命の疲労特性が得られた。現在、これらの組織解析や破面解析を実施中である。
また、Fe-18Mn-11Cr-7.5Ni-4Si鋼の低サイクル疲労特性についても試験準備中である。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
極低サイクル疲労特性の対象材料であるFe-15Mn-10Cr-8Ni-4Si鋼については疲労特性を明らかにし、学会発表した。また、今年度はNIMSで新たに開発したFe-15Mn-10Cr-8Ni-4Si鋼を本研究の対象材料に加え、極低サイクル疲労試験を実施した。
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| 今後の研究の推進方策 |
現在調査中である変形組織の解析、ならびに破面解析を完了させ、Fe-18Mn-11Cr-7.5Ni-4Si鋼の極低サイクル疲労特性を明らかにする。また、Fe-18Mn-11Cr-7.5Ni-4Si鋼の低サイクル疲労試験についても実施する。
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