| 研究課題/領域番号 |
63460074
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| 研究種目 |
一般研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
機械材料工学
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| 研究機関 | 立命館大学 |
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研究代表者 |
大南 正瑛 立命館大学, 理工学部, 教授 (60066587)
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| 研究分担者 |
大浜 信一 石川島播磨重工業(株), 航空宇宙事業本部, 部長
坂根 政男 立命館大学, 理工学部, 助手 (20111130)
OHAMA Shinich Ishikawajima-Harima-Heavy Industries Co. Ltd. Aero-Engine & Space Operation Gene
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| 研究期間 (年度) |
1988 – 1989
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| 研究課題ステータス |
完了 (1989年度)
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| 配分額 *注記 |
6,500千円 (直接経費: 6,500千円)
1989年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
1988年度: 5,500千円 (直接経費: 5,500千円)
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| キーワード | 高温 / 一方向凝固材 / 超合金 / 低サイクル疲労 / クリ-プ疲労 / 弾性定数 / 異方性 / 一方向凝固 / 繰り返し構成関係 / ヤング率 |
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| 研究概要 |
Mar-M247ニッケル基一方向凝固超合金を用いて、1173K,大気中で高温低サイクル疲労および10分間のひずみ保持時間を伴うクリ-プ疲労試験を実施した。一方向凝固超合金の高温低サイクル疲労強度は弾性定数の異方性と密接な関係を有することが明らかにされたため、併せて、各結晶粒の弾性定数異方性を考慮した3次元弾性有限要素法解析を実施し、一方向凝固板の弾性定数異方性について考察した。得られた主要な結論は以下のようである。
1.一方向凝固材の高温低サイクル疲労寿命は、結晶成長方向と0°の角度を有するものが最も大きく、次いで90°、45°の順となった。10分間の引張ひずみ保持を伴うクリ-プ疲労寿命についてもこの順序に変化はなかった。
2.高温低サイクル疲労寿命ならびにクリ-プ疲労寿命の方向依存は主として負荷応力の差異によることが明らかにされた。すなわち、0°方向のものが最も負荷応力が小さく、次いで、90°、45°の順に大きくなることが判明した。また、この負荷応力の方向依存性は結晶方位による弾性定数の異方性に起因しており、弾性定数の異方性を考慮した高温低サイクル疲労寿命推定法を開発した。
3.さらに、数個の結晶粒から構成される一方向凝固板の弾性定数異方性について考察するため、各結晶粒が立方晶としての弾性定数異方性を有するとした3次元夕限要素解析を実施した。併せて、ロイス平均およびフォ-クト平均による弾性定数も求めた。ロイス平均およびフォ-クト平均による弾性定数は有限要素法によるものと良く一致しており、これらの平均によって、弾性定数が簡易的に精度良く求められることが明らかにされた。また、一方向凝固材料の弾性定数マトリックスは基本的には直交異方性の性質を持つことが明らかにされた。
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