| 研究課題/領域番号 |
22360281
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
落合 庄治郎 京都大学, 工学研究科, 教授 (30111925)
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| 研究分担者 |
奥田 浩司 京都大学, 工学研究科, 准教授 (50214060)
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| キーワード | 超伝導テープ / エックス線回折 / ひずみ / 応力 / クラック / 応力状態測定システム / 超伝導臨界電流 / モデル解析 |
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| 研究概要 |
超伝導テープは力学的・電磁気学的応力が一定以上になると、損傷が生じ、臨界電流・臨界温度・上部臨界磁場などの超伝導特性が低下する。そのため、特性および信頼性設計に向けた高弾性金属を積層した多層構造のコーテッド系およびフィラメント系コンダクターについて、(A)X線異常分散を利用した構成各層の力学応答の非破壊評価手法の実現、(B)実験データを利用した高信頼性複合体モデルの考案と機能・最適設計シミュレーション手法の開拓を行っている。
(A)では、多層化コーテッドコンダクターの多岐にわたる熱履歴・応力種別(引張・曲げ)・応力レベルに対して、層を識別して、系統的に内部応力状態を定量評価できる、その場応力状態測定システムを構築中である。設計・組み立ては京都大学で行い、測定実験は放射光(SPring8)で行っている。一部データが出始めた。計算と装置を応用して深さ方向の微細構造変化を調べられるよう、また、特殊な元素で吸収される異常散乱を利用して層識別できるよう、工夫を重ね、目的とする多層識別ひずみ測定に大きく前進した。その成果は国際会議で発表した。(B)では、(A)で得られた応力状態が臨界電流に及ぼす影響に関する実測データを得つつ、申請者らが提唱しているメゾメカニックスによるモデリングを発展的に応用している。X線で測定した残留ひずみと応力-ひずみ曲線解析から、どの程度の曲げや引張ひずみを加えるといつ、どの程度臨界電流が変化するかのモデル化に成功した。また、固有破壊ひずみと残留ひずみを組み合わせた"損傷パラメータ"を導入して、不可逆ひずみ近傍での臨界電流の変化を予測する方法を構築した。これらの成果は、これまで重要にもかかわらず研究が進んでいない超伝導テープ使用時の安全・信頼評価に貢献するものとして高く評価されている。このように計画は順調に進んでいる。
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