| 研究課題/領域番号 |
20K14610
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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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 | 岡山大学 |
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研究代表者 |
坂本 惇司 岡山大学, 自然科学学域, 助教 (50752052)
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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 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2021年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2020年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
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| キーワード | 曲げ振動 / 共振 / 疲労 / き裂進展 / 伸び / 固有振動数 / ピーニング / せん断 / 振動 / 振動周波数 / 試験方法 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
輸送機械のように使用中に振動を受ける機械において，その振動によって機械を構成する材料や電子機器等は疲労損傷を受ける．そのような振動を受ける機械の疲労破壊は大惨事を招く恐れがあるため，振動を受ける材料の信頼性の確保が重要な課題となる．振動による疲労損傷についての研究は行われているものの，振動時の疲労き裂進展メカニズム，特に振動時の疲労き裂の力学場は明らかになっていない．そこで本研究では，振動時の疲労き裂の力学場の測定方法を構築し，その方法を用いることで，振動時の疲労き裂進展メカニズムを解明する．さらに，明らかにしたメカニズムを基に合理的にピーニングによる振動時の疲労強度向上技術を構築する．
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| 研究成果の概要 |
本研究では，共振点付近の加振振動数で試験片に曲げ振動を与えた場合の試験片の応力状態について，振動方程式から算出されるひずみの計算値およびひずみゲージを貼付した試験片から得られるひずみの実験値から検討した．その結果，未損傷試験片の一次共振点付近の曲げ振動時のひずみの分布を明らかにした．振動時の負荷の変化傾向は，加振振動数によって，徐々に負荷が増加する場合と徐々に負荷が低下する場合の２パターンに分けられる．そのため，負荷の大きさが徐々に増加する場合には，もう一方の場合と比べて，き裂進展とともに徐々にき裂進展に与えるピーニングの効果が小さくなることを明らかにした．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
自動車や航空機に代表される輸送機械のように使用中に振動を受ける機械においては，その振動によって構成する材料や電子機器等に繰返し負荷がかかる．そのような振動によって生じる材料損傷は大事故を招く恐れがある．そのため，振動による材料損傷のメカニズムを明らかにすることが安全性を考慮する上で重要である．本研究では，振動試験システムを作製し，振動時の材料の力学的状態およびき裂進展に着目した実験を行った．その結果，重要な知見を得た．
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