| 研究課題/領域番号 |
06452143
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
機械材料・材料力学
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
庄子 哲雄 東北大学, 工学部・附属破壊力学応用研究施設, 教授 (80091700)
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| 研究分担者 |
玉川 欣治 東北大学, 工学部, 助手 (30005368)
中島 美樹子 東北大学, 工学部, 講師 (80005488)
渡辺 豊 東北大学, 工学部, 助教授 (10260415)
坂 真澄 東北大学, 工学部, 教授 (20158918)
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| 研究期間 (年度) |
1994 – 1996
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| キーワード | 疲労損傷 / 非破壊計測 / 集中誘導型交流電位差法 / 累積損傷 / 微小き裂 / CRACK INITIATION |
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| 研究概要 |
本研究は、疲労破壊防止のための疲労損傷の非破壊計測・評価手法の開発を行ったものである。疲労損傷過程は疲労き裂の発生を境として微視組織への疲労損傷の累積過程とき裂の発生・成長過程に大別できるが、本研究ではその双方について非破壊計測・評価手法を開発・提案した。具体的には、原子炉および化学工業装置に用いられる圧力容器用低合金鋼の低サイクルおよび高サイクル疲労、高温機器用オーステナイト系ステンレス鋼のクリープ疲労、Ni基超合金の高温低サイクル疲労、焼結鍛造鋼の高サイクル疲労を研究対象とし、疲労損傷の新しい非破壊計測手法として、集中誘導型交流電位差法および電機化学的手法などを提案した。
低合金鋼の低サイクルおよび高サイクル疲労について集中誘導型交流電位差法による連続モニタリングを実施した結果、き裂初生以前の累積損傷段階では電位差が一旦低下し、き裂の初生・成長に対応して電位差が上昇することが明らかになった。累積損傷段階での電位差の低下は転位構造の変化に伴う透磁率の低下を検出しているものであること、また、その後の電位差の上昇は微視き裂を捉えているものであることが示され、本手法により疲労寿命の全域にわたり疲労損傷を非破壊評価できることが明らかになった。焼結鍛造鋼については、交流電位差法と熱弾性効果を利用した応力分布解析により損傷の進展を連続モニタリングできることを明らかよるすべり帯の定量化により疲にした。Ni基718合金の高温低サイクル疲労に関しては、化学的エッチング法に労損傷を定量評価できることが示され、寿命のごく初期から終期までの全域にわたる疲労損傷の非破壊評価手法が実現された。
これらの成果により、多様な疲労損傷についてその非破壊計測・評価手法が可能となった。
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