| 研究課題/領域番号 |
20KK0084
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| 研究種目 |
国際共同研究加速基金(国際共同研究強化(B))
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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 | 東京大学 |
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研究代表者 |
柴沼 一樹 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (30611826)
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| 研究分担者 |
横堀 壽光 帝京大学, 公私立大学の部局等, 教授 (00124636)
尾関 郷 帝京大学, 公私立大学の部局等, 講師 (10781528)
田淵 正明 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 構造材料研究拠点, グループリーダー (60354239)
松永 哲也 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 構造材料研究拠点, 主幹研究員 (30595905)
佐原 亮二 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 構造材料研究拠点, グループリーダー (30323075)
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| 研究期間 (年度) |
2020-10-27 – 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 |
18,850千円 (直接経費: 14,500千円、間接経費: 4,350千円)
2022年度: 6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
2021年度: 6,760千円 (直接経費: 5,200千円、間接経費: 1,560千円)
2020年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円)
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| キーワード | クリープ / マルチスケールモデル / 破壊力学 / 損傷力学 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
粒界空孔拡散現象を対象とした「マルチスケール・マルチフィジックスモデル」と「非破壊時系列計測技術」を構築し、両者を統合して現象を支配する物理を体系化することで、これまで不可能であった高温クリープ損傷による構造体寿命の『予測』を実現する。本研究は「損傷力学に基づく帰納的アプローチ」と「微視的機構に基づく演繹的アプローチ」に接点を見出し統合する挑戦的な試みであり、またその成果は直接的に構造物の確固たる安全性評価基準を与えることが期待される。
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| 研究実績の概要 |
多結晶体の高温クリープによる破断に至るプロセスを再現するために、各粒界ファセット上の閉じた系で定義していたボイド生成・成長モデルを多結晶体の代表体積要素全体へと拡張するための検討および修正を行った。具体的には、各粒界ファセットの直応力分布を、粒界三重線上の化学ポテンシャルの連続性、各結晶粒および多結晶体全体のつり合い、および、最小ポテンシャルエネルギーの原理に基づき境界要素法よって求解する方法をグリーンの恒等式を利用して面積分から等価な線積分への変換することで定式化および実装した。その結果、各粒界ファセットに作用する直応力の平均値はこれまでのモデルと完全に一致することが示され、これまでのモデルとの整合性を確保しつつ、より一般化されたモデルを確立することができた。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
1: 当初の計画以上に進展している
理由
当初開発を予定していた粒界上で閉じた系におけるボイド生成・成長モデルの限界を完全に解決する手法の開発に目処がたったため。
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| 今後の研究の推進方策 |
開発した各粒界ファセット内部の応力分布を求解するアルゴリズムを拡張することで、ボイド生成・成長モデルの修正を行う。
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