| 研究課題/領域番号 |
20K05154
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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26050:材料加工および組織制御関連
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
岡野 成威 大阪大学, 大学院工学研究科, 准教授 (00467531)
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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 |
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: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2020年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
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| キーワード | プロセス－力学統合シミュレーション / ひずみ挙動 / その場観察技術 / 温度分布 / 微視組織 / 割れ感受性 / プロセスーメカニックス統合モデル / 溶接諸条件依存性 / 結晶塑性有限要素法 / フェーズフィールド法 / 溶融凝固割れ / ひずみ / 溶接部 / 凝固過程 / 数値シミュレーション / その場観察 / 溶接割れ / 統合シミュレーション / 実験観察 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、従来までの『溶接高温割れ感受性評価試験方法』における課題を解決し、新しい評価方法を構築することを目指して、
1. 冶金・力学統合モデリングによる高度溶接シミュレーション技術の構築
2. 溶接現象観察技術を援用した溶接高温割れ現象・メカニズムの可視化
3. 溶接割れ発生限界評価指標とそれを用いた限界条件の探求
の項目に取り組み、プロセス物理／材料科学／力学の相互作用により生じる複雑な材料現象に対する理解の深化に貢献することを目指す。
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| 研究成果の概要 |
プロセス－力学統合溶接シミュレーション技術やその場観察技術を駆使して、トランスバレストレイン試験における溶融凝固過程でのひずみ挙動を定量化することに成功した他、フェーズフィールド法による数値シミュレーションを活用して微視組織レベルでのひずみ挙動についても評価した。割れ発生に寄与すると考えられるひずみ集中挙動が示唆され，前者についてはその場観察技術による結果との良好な対応関係も確認できた。加えて、ひずみ集中挙動に対する溶接諸条件の影響を系統的に評価することで、ひずみ集中を支配する溶接条件因子を解明し、ひずみ集中の程度を統一的に評価し得る手法を提案し、その有用性を示した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究によって，溶接中の温度分布や微視組織の影響で従来考えられていなかったひずみ集中が生じることが明らかになったことは、溶接時に生じ得る割れの発生防止に向けた材料や施工条件の選定のための評価試験方法に対する理解をより一層深化させるものであり、学術的に有意義である。一方で，溶接・接合技術はものづくりにおいて欠かせない重要な基盤技術の一つであり、本研究で得られた知見により今後のものづくり高度化や溶接構造物の信頼性・安全性向上に繋がると考えられるため，社会的にも有意義といえる。
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