| 研究課題/領域番号 |
17560061
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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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 | 長野工業高等専門学校 (2006)
東北大学 (2005) |
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研究代表者 |
堀口 勝三 長野工業高等専門学校, 電子制御工学科, 助教授 (30219224)
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| 研究分担者 |
進藤 裕英 東北大学, 大学院工学研究科, 教授 (90111252)
成田 史生 東北大学, 大学院工学研究科, 助手 (10312604)
田村 仁 核融合科学研究所, 大型ヘリカル研究部, 助手 (20236756)
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| 研究期間 (年度) |
2005 – 2006
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| キーワード | 破壊力学 / 極低温・強磁場材料試験 / 数値シミュレーション / オーステナイト系ステンレス鋼 / 織物GFRP積層材料 / 希土類バルク超電導体 / 強度 / 超電導応用機器 / Superconducting Application |
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| 研究概要 |
本研究は、小型切欠き曲げ試験片を用いた構造・絶縁・超電導材料の極低温破壊強度特性簡便評価法の開発・応用を行ったものである。すなわち、超電導応用機器の設計・開発及び信頼性・安全性評価に資することを目的に、2年間の研究を実施し、以下の成果を得た。
1.準安定オーステナイト系ステンレス鋼SUS304の極低温(液体ヘリウム温度4K)・強磁場(6T ; T : tesla)下における引張・弾塑性破壊靱性試験を行い、極低温引張・破壊特性に及ぼす磁場誘起マルテンサイト変態の影響を明らかにした。
2.オーステナイト系ステンレス鋼溶接材の溶接熱影響部に切欠きを導入した試験片を用いて極低温切欠き曲げ試験を行い、極低温破壊強度特性に及ぼす組織・介在物、ひずみ誘起マルテンサイト変態等の影響を明らかにした。また、溶接部の極低温硬さを計測し、破壊強度特性との関連を明らかにした。
3.織物GFRP(ガラス繊維強化プラスチック)積層材料を対象に、AE(アコースティックエミッション)法を併用して室温・77K・20K・4Kにおける引張試験を行い、各温度における引張・損傷挙動を解明した。また、損傷進展解析(有限要素法)を行い、損傷発生・進展挙動、試験片縁の応力分布を明らかにして、実験結果に理論的検討を加えた。
4.ガラス繊維表面に処理を施した織物GFRP積層材料を対象に、繊維・樹脂間の極低温界面特性を評価し、界面特性に及ぼす繊維表面処理条件の影響を明らかにした。また、繊維表面処理を施した織物GFRP積層材料の極低温引張・切欠き曲げ試験、試験片表面・破面観察及び数値シミュレーションを行い、極低温損傷・破壊強度特性に及ぼす繊維・樹脂界面特性の影響を解明・考察した。
5.希土類バルク超電導体として応用が期待されているNd(ネオジウム)・Sm(サマリウム)・Gd(ガドリニウム)系を提試材として極低温切欠き曲げ試験を行い、き裂進展特性に及ぼす不純物・欠陥等の影響を明らかにし、破壊強度改善に向けて検討した。また、接合部の極低温・強磁場破壊強度特性も評価し、最適接合条件についても検討を加えた。
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