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レーザー超音波を用いた多層構造燃料電池セルの密着強度・靱性評価法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 25249004
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 機械材料・材料力学
研究機関名古屋大学 (2014-2016)
信州大学 (2013)

研究代表者

荒井 政大  名古屋大学, 工学研究科, 教授 (30260532)

研究分担者 西村 正臣  信州大学, 工学部, 講師 (40554580)
伊藤 寛明  青山学院大学, 理工学部, 助教 (70534981)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
27,690千円 (直接経費: 21,300千円、間接経費: 6,390千円)
2016年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2015年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2014年度: 6,630千円 (直接経費: 5,100千円、間接経費: 1,530千円)
2013年度: 16,250千円 (直接経費: 12,500千円、間接経費: 3,750千円)
キーワード機械材料・材料力学 / コーティング膜 / 境界要素法 / 非破壊検査 / 逆解析 / 密着強度 / レーザー超音波 / 燃料電池 / 弾性波動 / 超音波 / 逆問題 / 界面強度 / 薄膜 / 破壊靭性値 / 逆問題解析
研究成果の概要

本研究では多層構造を有する燃料電池に用いられるコーティング膜の評価を目的として,コーティングを有する材料に対してパルスレーザーを照射し,材料内に超音波波動を励起させ,それを材料内に伝播・反射・干渉させることによってコーティング膜と基材の間において剥離を生じさせた.また,その際の弾性応力波を数値解析により評価することによってコーティング膜と基材の間の密着強度ならびに,界面に生じた剥離進展時の破壊靭性値を評価した.3次元境界要素法による動弾性解析プログラムを新たに作成し,階数低下法による適切化を施すことにより,界面強度と界面破壊靭性値が高い精度で求められることを明らかにした.

報告書

(5件)
  • 2016 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2016 2015 2014 2013

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (8件)

  • [雑誌論文] Inverse Analysis for Interface Fracture Toughness of Ti Coating Film by Laser Spallation Method2016

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Arai, Yoshitaka Sato, Daisuke Sugiura, Masaomi Nishimura, Hiroaki Ito and Hideo Cho
    • 雑誌名

      Advances in Engineering Software

      巻: - ページ: 62-67

    • DOI

      10.1016/j.advengsoft.2016.04.003

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書 2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] ナノカーボン複合コーティング膜の密着強度評価に関する境界要素逆解析2016

    • 著者名/発表者名
      平工淳樹, 杉浦大介, 柳澤隆, 西村正臣, 伊藤寛明, 長秀雄, 後藤圭太, 荒井政大
    • 雑誌名

      計算数理工学論文集

      巻: 16 ページ: 19-24

    • NAID

      40021024188

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 軸対称型境界要素法によるコーティング膜の密着強度評価2013

    • 著者名/発表者名
      荒井政大, 佐藤慶宜, 伊藤寛明, 長 秀雄, 西村正臣, 榊 和彦
    • 雑誌名

      計算数理工学論文集

      巻: 13 ページ: 25-30

    • NAID

      40019913780

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] レーザー超音波による複合平板の密着強度解析2016

    • 著者名/発表者名
      杉浦大介,西村正臣,後藤圭太,荒井政大,伊藤寛明,長秀雄
    • 学会等名
      M&M2016材料力学カンファレンス
    • 発表場所
      神戸市神戸大学
    • 年月日
      2016-10-08
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] ナノカーボン複合コーティング膜の密着強度評価に関する境界要素逆解析2016

    • 著者名/発表者名
      平工淳樹, 杉浦大介, 柳澤隆, 西村正臣, 伊藤寛明, 長秀雄, 後藤圭太, 荒井政大
    • 学会等名
      計算数理工学シンポジウム2016
    • 発表場所
      富山市
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] レーザー超音波を用いたCNF/樹脂コーティング膜の密着強度評価2016

    • 著者名/発表者名
      荒井政大, 平工淳樹, 後藤圭太
    • 学会等名
      日本航空宇宙学会中部・関西支部秋期大会
    • 発表場所
      名古屋市, 名城大学
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] レーザースポレーション法によるTiコーティング膜の密着強度と界面破壊靭性値の評価2015

    • 著者名/発表者名
      荒井政大, 西村正臣, 杉浦大介, 伊藤寛明, 長秀雄
    • 学会等名
      日本機械学会M&M2015 材料力学カンファレンス
    • 発表場所
      慶応義塾大学
    • 年月日
      2015-11-21
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Inverse analysis to estimate adhesion strength of coating film by laser spallation method2015

    • 著者名/発表者名
      Masahiro Arai
    • 学会等名
      3rd German-Japanese Workshop on Computational Mechanics
    • 発表場所
      ドイツ,ミュンヘン市
    • 年月日
      2015-03-30 – 2015-03-31
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Inverse Analysis for the Adhesion Strength of a Titanium Coating Film Using the Laser Spallation Method2014

    • 著者名/発表者名
      M. Arai, Y. Sato, N. Sugiura, M. Nishimura, H. Ito and H. Cho
    • 学会等名
      12th International Comference on Computational Structures Technology (CST2014)
    • 発表場所
      イタリア,ナポリ市
    • 年月日
      2014-09-02 – 2014-09-05
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Inverse Analysis for Adhesion Strength of Ti Coating Film by Laser Spallation Method2014

    • 著者名/発表者名
      M. Arai, Y. Sato, N. Sugiura, M. Nishimura, H. Ito, H. Cho
    • 学会等名
      The Twelfth International Conference on Computational Structures Technology
    • 発表場所
      Naples, Italy
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 軸対称型境界要素法によるコーティング膜の密着強度評価2013

    • 著者名/発表者名
      荒井政大, 佐藤慶宜, 伊藤寛明, 長 秀雄, 西村正臣, 榊 和彦
    • 学会等名
      計算数理工学シンポジウム
    • 発表場所
      洞爺観光ホテル
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書

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公開日: 2013-05-15   更新日: 2019-07-29  

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