| 研究課題/領域番号 |
09450050
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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 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
久保 司郎 大阪大学, 大学院・工学研究科, 教授 (20107139)
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| 研究分担者 |
辻 昌宏 大阪大学, 大学院・工学研究科, 助手 (10132630)
阪上 隆英 大阪大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (50192589)
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| 研究期間 (年度) |
1997 – 1999
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| キーワード | 高温疲労 / 疲労き裂伝ぱ / 下限界 / 分子動力学 / シミュレーション / 破壊力学 |
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| 研究概要 |
本研究の目的は、高温における下限界近傍の疲労き裂伝ぱ挙動の把握と下限界のメカニズムの解明にある。このため、高温疲労き裂伝ぱのマクロ実験を行い、雰囲気の影響、負荷繰返し速度の影響、温度の影響、および負荷変動の影響を系統的に調べた。同時に、分子動力学ミクロ解析による疲労き裂伝ぱのシミュレーションを行い、上記各因子の影響を計算面から検討した。これらの結果を総合することにより、下限界近傍の高温疲労き裂伝ぱの挙動の特性を明らかにした。主な研究成果は、以下の通りである。
1.SUS304鋼およびNi基超合金を対象として、大気中および真空条件下で高温疲労き裂伝ぱ実験を行った。環境、温度および繰返し速度が下限界以上の領域におけるき裂伝ぱ速度da/dNおよび疲労き裂伝ぱ下限界値に及ぼす影響を明らかにした。環境の影響によりき裂伝ぱ特性が低下していることが明らかとなった。2.経年劣化を受けたCr-Mo-V鋼を用いて、下限界近傍の高温き裂伝ぱ挙動を調べた。高温で使用されたことによる影響は比較的小さかった。余寿命推定を行い、各種因子の影響を明らかにした。3.分子動力学法を用いて、鉄における下限界近傍の疲労き裂伝ぱのシミュレーションを行った。き裂面の酸化に対応させて、き裂面をはさむ原子間では相互作用力が弱まることを考慮した計算スキームを導入した。その結果、疲労き裂伝ぱ下限界現象が分子動力学法によりシミュレート実現できることがわかった。結晶粒界が疲労き裂伝ぱ特性に及ぼす影響を調べた。さらに、き裂先端近傍に現れる塑性の影響によるHutchinson-Rice-Rosengren場と弾性特異場の違いが下限界近傍の疲労き裂伝ぱ特性に及ぼす影響を明らかにした。
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