| 研究課題/領域番号 |
21K20407
|
|---|
| 研究種目 |
研究活動スタート支援
|
| 配分区分 | 基金 |
|---|
| 審査区分 |
0301:材料力学、生産工学、設計工学、流体工学、熱工学、機械力学、ロボティクス、航空宇宙工学、船舶海洋工学およびその関連分野
|
|---|
| 研究機関 | 福岡大学 (2022)
九州大学 (2021) |
|---|
研究代表者 |
田中 佑弥 福岡大学, 工学部, 助教 (50904588)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2021-08-30 – 2023-03-31
|
| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
|
| 配分額 *注記 |
2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
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: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
|
|---|
| キーワード | Alloy 718 / 破壊力学 / せん断型疲労き裂 / 開口型疲労き裂 / き裂進展駆動力 / き裂進展下限界値 / 疲労限度 / Alloy718 / Ni基超合金 / せん断型き裂 / 開口型き裂 |
|---|
| 研究開始時の研究の概要 |
ロケットエンジンの主要構成材料である析出強化型Ni基超合金では特有のせん断疲労破壊が問題となっているが，この破壊に対する定量的な解決策は未だ確立されていない．さらに，実使用中のロケットエンジンは複雑な応力状態に晒されるため，疲労強度に及ぼす多軸応力の影響も考慮する必要がある．本研究では，析出強化型FCC金属に特有の破壊メカニズムとき裂進展特性に及ぼす力学条件の影響を包括的に考慮し，Ni基超合金の疲労強度を定量的に評価する手法を確立する．
|
| 研究成果の概要 |
本研究では，Ni基超合金Alloy 718の疲労限度決定メカニズムの解明を目的とし，各種疲労試験（疲労き裂進展試験，引張圧縮疲労試験，ねじり疲労試験）およびき裂先端近傍の弾性応力場の解析を実施した．一連の研究成果をもとに，き裂先端近傍の応力状態，および開口型とせん断型の疲労き裂に対する進展下限界値の大小関係から，Alloy 718の疲労限度を定量的に評価する手法を提案した．
|
| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究では，疲労き裂の開口型およびせん断型進展に要する下限界の駆動力（き裂進展下限界値）の大小関係とき裂先端近傍の応力状態に着目し，Ni基超合金Alloy 718の疲労限度を定量評価する手法を提案した．この知見は，主要構成材料としてNi基超合金が採用されている再利用ロケットブースターの安全保障に大きく貢献するものである．また，き裂進展下限界値の競合関係とき裂先端近傍の応力状態が複合した条件により，材料の疲労限度が支配されていることを定量的に示した研究は前例がなく，本研究は学術的にも意義深いものである．
|
