| 研究課題/領域番号 |
23K20905
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| 補助金の研究課題番号 |
21H01217 (2021-2023)
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 基金 (2024)
補助金 (2021-2023) |
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| 応募区分 | 一般 |
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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 | 中央大学 |
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研究代表者 |
米津 明生 中央大学, 理工学部, 教授 (40398566)
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| 研究分担者 |
小島 朋久 中央大学, 理工学部, 助教 (70802734)
山田 浩之 防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群), システム工学群, 准教授 (80582907)
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| 研究期間 (年度) |
2024-04-01 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2024年度)
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| 配分額 *注記 |
17,680千円 (直接経費: 13,600千円、間接経費: 4,080千円)
2024年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2023年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2022年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2021年度: 10,530千円 (直接経費: 8,100千円、間接経費: 2,430千円)
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| キーワード | 接着強度 / ひずみ速度依存性 / レーザー衝撃試験 / ナノ・マイクロ材料力学 / 接合界面 / 接着接合体 / 衝撃破壊 / レーザー衝撃波 / 分子動力学法 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
各種輸送機の軽量化と高速化を支える異種材料接合技術（マルチマテリアル化）の発展により高速衝撃下における材料接合性（強靭な接着性），すなわち衝撃負荷における界面強度やその繰返し負荷下の界面疲労強度の重要性が高まりつつある．本課題では，高出力パルスレーザー照射によって局所的に高い衝撃力を付与することで，接着樹脂と金属界面の衝撃強度（接着強度）を定量評価する方法を構築する．この方法をLaser Shock Adhesion Test（LaSAT）と呼ばれており，エポキシ系樹脂接着剤を対象とし，スプリットホプキンソン棒（SHB）法による接着強度評価を含めて，接着強度の広範囲な速度依存性を明らかにする．
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| 研究成果の概要 |
本課題では，高出力パルスレーザー照射によって局所的に高い衝撃応力を付与することで，接着樹脂と金属界面の衝撃強度（接着強度）を定量評価する方法を構築した．この方法をLaser Shock Adhesion Test（LaSAT）と呼ばれており，衝撃波解析からひずみ速度が約10^6[1/s]であることが明らかとなり，従来研究には無い超高速破壊の領域に相当する．そこで他のひずみ速度域のSHPB試験の強度結果と比較し，このひずみ速度は，10^3-10^4[1/s]であるため，本研究では広範囲はひずみ速度に対する接着強度評価を実施できた．また分子動力学法を用いてその強度発現メカニズムについて考察した．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
高分子系樹脂の接着接合は古くから使用されているが，最近では様々な金属材料への適用が可能になり，このマルチマテリアル技術によって構造体のボルトレス化が期待されている．そのため接着接合体の強度信頼性が重要であり，特に軽量化を目指す高速輸送機のマルチマテリアル技術では超高速領域における接着接合部の強度が重要である．樹脂などの高分子材料の変形と破壊は，分子鎖の局所変形や回転などのナノスケール構造変化（速度依存性）によって，顕著な負荷速度依存性を示す点，また破壊形態も速度依存性を示すことから，本研究課題では準静的から超高速領域の接着強度評価を行い，広範囲な時間スケールを対象にした新たな概念を創出する．
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