| 研究課題/領域番号 |
16K05971
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| 研究機関 | 新潟大学 |
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研究代表者 |
大木 基史 新潟大学, 自然科学系, 准教授 (50293204)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| キーワード | 大荷重対応型計装化押込み試験装置 / フレームコンプライアンス決定 / 従来型TBC試験片への計装化押込み試験 / 圧子毎の押込み弾性率と投影接触面積の関係 / 曲げ荷重負荷時のTBC変形挙動と残留たわみの関係 |
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| 研究実績の概要 |
・新規多孔性TBC試験片の作製について，連携研究者と試験片作製条件を検討した上で新規多孔性TBC試験片を作製した．
・大荷重対応計装化押込み装置の開発について，汎用の万能試験機に対して変位センサーおよびデータ処理機能の付加を行なった．またヤング率既知の金属基準片に対する計装化押込み試験結果から，本試験装置のフレームコンプライアンスを決定した．
・従来型および新規TBC試験片に対する計装化押込み試験の実施について，従来型TBC試験片に対するビッカース圧子および球状圧子による計装化押込み試験を実施した（新規多孔性TBC試験片に対する試験：未完了）．試験荷重は，金属基準片に対する計装化押込み試験データの精度に基づき，押込み線図がほぼ弾性的挙動を示す1.96Nから196Nの範囲とした．押込み線図挙動の解析より，上記試験力範囲における従来型TBC試験片の押込み弾性率を圧子形状毎に算出し，圧子形状が押込み弾性率の試験力依存性に及ぼす影響について検討を行った．その結果，圧子形状により異なる押込み接触深さ，および接触投影面積と押込み弾性率の関係が明らかとなった．一方，走査型電子顕微鏡による試験片の圧痕周辺表面および圧痕直下の断面組織観察は未実施である．
・断面観察データに基づくTBC試験片の三次元有限要素モデル化について，マイクロX線CTによるTBC試験片の三次元形状データ測定のための前処理方法について検討を進めているが，三次元形状データ測定および三次元モデルの生成には至っていない．
・関連する研究内容として，TBCトップコート単体試験片に対する4点曲げ試験を行い，曲げ荷重負荷時の変形挙動と残留たわみの関係や，残留たわみが4点曲げ試験から測定されるトップコートヤング率に及ぼす影響について検討を行った．
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
・大荷重対応型計装化押込み試験装置の開発において，押込み弾性率の測定に必要な装置のフレームコンプライアンス決定法の確立に時間を要したため．
・大荷重対応型計装化押込み試験装置における低荷重域（1.96N～19.6N）での試験データの変位測定精度の問題から，他の装置による測定精度検証が必要なことが明らかとなったため．
・マイクロX線CTによるTBC試験片の三次元形状データ測定に際して，TBC試験片への直接測定では十分な形状精度を有したデータが取得できないことが明らかとなったため，TBC試験片空隙への物質充填を前提とした前処理方法の検討を並行して進めてきたが，現時点までに有効な充填物質の検索および前処理・測定方法の確立に至っていないため．
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| 今後の研究の推進方策 |
・マイクロX線CTによるTBC試験片の三次元形状データ測定を最優先として，有効な充填物質の検索および前処理・測定方法の確立を進め，TBC試験片の三次元モデルの生成を行う．
・大荷重対応型計装化押込み試験装置における低荷重域での試験データ測定精度の検証のため，計装化押込み試験装置メーカーに対して，TBCトップコート試験片に対するマイクロビッカース圧子および球状圧子による試験データ取得を依頼し，得られたデータを用いて比較・検討を行う．
・上記2項目の問題点が解消し次第，申請書研究計画・方法で提示した「異なる形状を有する圧子を想定した三次元有限要素解析の実施」「圧子面積関数の簡便決定法の確立および本方法に使用する圧子の最適形状の検討」「コーティング性状に応じた押込み試験条件の最適化（弾性係数評価方法の確立）」「菌体フィルター用多孔質高分子材料および骨代替用多孔質金属材料に対する上記方法の適用」を順次実施していく．
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