高密度電子流衝突を利用した金属原子再配列・再結合による疲労損傷治癒

• 研究課題/領域番号: 23686021
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 機械材料・材料力学
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 細井 厚志 名古屋大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (60424800)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2014-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 25,220千円 (直接経費: 19,400千円、間接経費: 5,820千円); 2013年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円); 2012年度: 5,850千円 (直接経費: 4,500千円、間接経費: 1,350千円); 2011年度: 14,950千円 (直接経費: 11,500千円、間接経費: 3,450千円)
• キーワード: 疲労 / 損傷治癒 / 転位 / 高密度電流 / き裂 / 進展

研究概要

機械・構造物の高齢化・老朽化に伴う事故や災害等を防止すると共に長寿命化を図るために，疲労き裂治癒技術の開発を行った．その結果，高密度の電流印加によって，疲労き裂の閉口および接合を実現することに成功した．一時的ではあるものの，き裂進展速度が低減した．さらに，転位密度の減少により，疲労き裂発生までの寿命を延ばすことに成功した．本研究の成果により，高密度電子衝突の作用を利用し，金属原子の再配列・再結合を誘起することによって，疲労損傷を治癒できる可能性を見出した．

研究成果

• [雑誌論文] Quantitative evaluation of the displacement distribution and stress intensity factor of fatigue cracks healed by a controlled high-density electric current field (2014)
  • 著者名/発表者名: Atsushi Hosoi, Takahiro Yano, Yasuyuki Morita and Yang Ju
  • 雑誌名: Fatigue and Fracture of Engineering Materials and Structures 巻: (in press) 号: 9 ページ: 1025-1033
  • DOI: 10.1111/ffe.12175
  • 査読あり
• [雑誌論文] Healing of Fatigue Crack by High-Density Electropulsing in Austenitic Stainless Steel Treated with the Surface-Activated Pre-Coating (2013)
  • 著者名/発表者名: A.Hosoi, T.Kishi and Y.Ju
  • 雑誌名: Materials 巻: 6 号: 9 ページ: 4213-4225
  • DOI: 10.3390/ma6094213
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of High-Density Electric Current on the Microstructure and Fatigue Crack Initiation of Stainless Steel (2013)
  • 著者名/発表者名: Y.Tang, A.Hosoi, Y.Iwase, Y.Ju
  • 雑誌名: MATERIALS TRANSACTIONS 巻: 54 号: 11 ページ: 2085-2092
  • DOI: 10.2320/matertrans.M2013198
  • NAID: 130004824990
  • ISSN: 1345-9678, 1347-5320
  • 査読あり
• [雑誌論文] Restoration of fatigue damage in stainless steel by high-density electric current (2013)
  • 著者名/発表者名: Y.Tang, A.Hosoi, Y.Morita, Y.Ju
  • 雑誌名: International Journal of Fatigue 巻: 56 ページ: 69-74
  • DOI: 10.1016/j.ijfatigue.2013.08.012
  • 査読あり
• [雑誌論文] Nondestructive evaluation of wall thinning in metal pipes by microwaves and restoration of fatigue damage in stainless steel using high-density pulse current (2013)
  • 著者名/発表者名: Yang Ju, Atsushi Hosoi, Fumiya Inukai and Yuichi Iwase
  • 雑誌名: Proceedings of Joint Symposium on Reliability Engineering & Fracture Mechanics
• [雑誌論文] Healing of fatigue crack treated with surface-activated pre-coating method by controlling high-density electric current (2013)
  • 著者名/発表者名: Atsushi Hosoi, Tomoya Kishi and Yang Ju
  • 雑誌名: Proceedings of 13th International Conference of Fracture
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fatigue crack healing by a controlled high density electric current field (2012)
  • 著者名/発表者名: Atsushi Hosoi, Takatsugu Nagahama and Yang Ju
  • 雑誌名: Material Science and Engineering : A 巻: Vol. 533 ページ: 38-42
  • DOI: 10.1016/j.msea.2011.11.024
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of high density electric current on recovery of strain caused by fatigue loading (2012)
  • 著者名/発表者名: Yongpeng Tang, Atsushi Hosoi, Yasuyuki Morita and Yang Ju
  • 雑誌名: Proceedings of Asian Pacific Conference on Fracture and Strength-Mechanics and Materials 2012 (APCFS-MM 2012) ページ: 88-89
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of high density electric current on recovery of strain caused by fatigued loading (2012)
  • 著者名/発表者名: Yongpeng Tang, Atsushi Hosoi, Yasuyuki Morita, Yang Ju
  • 雑誌名: Proceedings of Asian Pacific Conference on Fracture and Strength-Mechanics and Materials 2012 ページ: 88-89
• [学会発表] 高密度電流場制御と熱処理による疲労き裂閉口に関する研究 (2013)
  • 著者名/発表者名: 浅岡幸靖,細井厚志,巨陽
  • 学会等名: 日本ばね学会2013年度秋季ばね及び復元力応用講演会論文集
  • 発表場所: 名古屋市中小企業振興会館,名古屋
  • 年月日: 2013-11-01
• [学会発表] 高密度電流場制御による疲労損傷を付与したステンレス鋼における転位の消滅 (2013)
  • 著者名/発表者名: 岩瀬友一,細井厚志,唐永鵬,巨陽
  • 学会等名: 日本機械学会2013年度年次大会
  • 発表場所: 岡山大学,岡山 (Paper no. G031052)
  • 年月日: 2013-09-10
• [学会発表] 疲労き裂修復における表面活性化プリコート処理のき裂進展へ及ぼす影響 (2013)
  • 著者名/発表者名: 浅岡幸靖,細井厚志,巨陽
  • 学会等名: 日本機械学会2013年度年次大会
  • 発表場所: 岡山大学,岡山 (Paper no. G031072)
  • 年月日: 2013-09-10
• [学会発表] Nondestructive evaluation of wall thinning in metal pipes by microwaves and restoration of fatigue damage in stainless steel using high-density pulse current (2013)
  • 著者名/発表者名: Yang Ju, Atsushi Hosoi, Fumiya Inukai and Yuichi Iwase
  • 学会等名: Joint Symposium on Reliability Engineering & Fracture Mechanics
  • 発表場所: Kumamoto, Japan
  • 招待講演
• [学会発表] Healing of fatigue crack treated with surface-activated pre-coating method by controlling high-density electric current (2013)
  • 著者名/発表者名: Atsushi Hosoi, Tomoya Kishi and Yang Ju
  • 学会等名: 13th International Conference of Fracture
  • 発表場所: Beijing, China
• [学会発表] 高密度電流場制御と熱処理による疲労き裂閉口に関する研究 (2013)
  • 著者名/発表者名: 浅岡幸靖，細井厚志，巨陽
  • 学会等名: 日本ばね学会2013年度秋季ばね及び復元力応用講演会
  • 発表場所: 名古屋
• [学会発表] 高密度電流場制御による疲労損傷を付与したステンレス鋼における転位の消滅 (2013)
  • 著者名/発表者名: 岩瀬友一，細井厚志，唐永鵬，巨陽
  • 学会等名: 日本機械学会2013年度年次大会
  • 発表場所: 岡山
• [学会発表] 疲労き裂修復における表面活性化プリコート処理のき裂進展へ及ぼす影響 (2013)
  • 著者名/発表者名: 浅岡幸靖，細井厚志，巨陽
  • 学会等名: 日本機械学会2013年度年次大会
  • 発表場所: 岡山
• [学会発表] Healing of Fatigue Crack Treated with Surface-Activated Pre-Coating Method by Controlling High-Density Electric Current (2013)
  • 著者名/発表者名: Atsushi Hosoi, Tomoya Kishi,Yang Ju
  • 学会等名: 13th International Conference on Fracture
  • 発表場所: 北京
• [学会発表] 高密度電流場制御による表面活性化プリコート処理を施した疲労き裂の修復 (2012)
  • 著者名/発表者名: 貴志友哉,細井厚志,巨陽
  • 学会等名: 日本機械学会M & M2012材料力学カンファレンス講演論文集
  • 発表場所: 愛媛大学 (Paper.no. 415 in CD-ROM)
  • 年月日: 2012-09-23
• [学会発表] 高密度電流場制御による表面活性化プリコート処理を施した疲労き裂の修復 (2012)
  • 著者名/発表者名: 貴志友哉，細井厚志，巨陽
  • 学会等名: 日本機械学会 M&M2012材料力学カンファレンス
  • 発表場所: 愛媛大学
• [学会発表] 高密度電流場制御により修復した疲労き裂先端の変位分布の評価 (2011)
  • 著者名/発表者名: 矢野貴浩,細井厚志,森田康之,巨陽
  • 学会等名: 日本機械学会2011年度年次大会講演論文集
  • 発表場所: 東京工業大学,東京 (No. G030101 in CD-ROM)
  • 年月日: 2011-09-13
• [学会発表] 高密度電流場制御による疲労き裂修復における表面活性化プリコート処理の影響 (2011)
  • 著者名/発表者名: 貴志友哉,細井厚志,巨陽
  • 学会等名: 日本ばね学会2011年度春季ばね及び復元力応用講演会講演論文集
  • 発表場所: 名古屋市中小企業振興会館,名古屋
  • 年月日: 2011-06-09
• [学会発表] 高密度電流場制御による疲労き裂修復における表面活性化プリコート処理の影響 (2011)
  • 著者名/発表者名: 貴志友哉，細井厚志，巨陽
  • 学会等名: 日本ばね学会2011年度春季ばね及び復元力応用講演会
  • 発表場所: 名古屋市中小企業振興会館
• [学会発表] ステンス鋼のひずみの回復における電気的パルスの影響 (2011)
  • 著者名/発表者名: 唐永鵬，細井厚志，森田康之，巨陽
  • 学会等名: 日本機械学会M&M2011材料力学カンファレンス
  • 発表場所: 九州工業大学
• [学会発表] 高密度電流場制御により修復した疲労き裂先端の変位分布の評価 (2011)
  • 著者名/発表者名: 矢野貴浩，細井厚志，森田康之，巨陽
  • 学会等名: 日本機械学会2011年度年次大会
  • 発表場所: 東京工業大学
• [備考]
  • URL: https://tenure-track-waseda.jp/researchers/researchers03.html
• [備考] 研究ブログ
  • URL: http://blog2013hosoi.japanprize.jp/
• [備考] 金属表面上の疲労き裂の修復に関する研究
  • URL: http://www.mech.nagoya-u.ac.jp/ju/Contents1/Research12_05.html
• [備考] 金属表面上の疲労き裂の修復に関する研究
  • URL: http://www.mech.nagoya-u.ac.jp/ju/Contents1/Research12_05.html