2014 Fiscal Year Annual Research Report
ＴＭＡベースのナノインデンテーション試験法の開発と高温粘弾性特性評価への応用
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24560112
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| Research Institution | Tokyo Denki University |
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Principal Investigator |
辻 裕一 東京電機大学, 工学部, 教授 (10163841)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小林 隆志 沼津工業高等専門学校, 機械工学科, 教授 (10161994)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | インデンテーション試験 / クリープコンプライアンス / シール材料 / 弾性体・粘弾性体の対応原理 / 時間－温度換算則 / 粘弾性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、短時間のインデンテーション試験から得られた高分子材料のクリープコンプライアンスに対して時間－温度換算則を適用し、材料の高温・長期粘弾性特性を予測する方法の確立を目的としている。一方、高分子材料で構成される非石綿シートガスケットを高温機器で使用する場合に長期にわたる密封性能が要求されている。研究の最終年度は、主として、非石綿シートガスケットがフランジ継手で使用される場合への応用に関して研究を実施した。
研究期間全体を通じて得られた成果を箇条書きにより列記すると、以下の通りである：
(1) TMAにバーコビッチ圧子を取り付けてインデンテーション試験を行い，高分子材料の高温におけるクリープコンプライアンスを求めた。球状圧子を用いても同様にクリープコンプライアンスを求めることができることを示した。(2) 高分子材料の各温度におけるクリープコンプライアンスに時間－温度換算則を適用することにより，基準温度におけるマスター曲線を作成した。マスター曲線は１本の直線で表されることからW.L.F式の適用の妥当性を確認した。マスター曲線は10万時間の領域まで外挿可能である。(3) フランジ継手で使用される場合を想定したガスケットのクリープひずみをマスター曲線に基づき予測するために，クリープコンプライアンスとガスケットのクリープひずみの関係式を弾性体・粘弾性体の対応原理を適用して導出した。(4) フランジ継手で使用されるガスケットのクリープひずみに関して予測と実験を比較すると，対数時間に対する変化率は等しい。ただし両者の絶対値には差異が認められる。(5) 前項の差異は予ひずみに起因すると考え、予ひずみを補正したクリープひずみ予測式を導き出したところ、フランジ中のガスケットのクリープひずみをほぼ正確に予測できることを示した。提案するクリープひずみ予測方法は，フランジの高温における長期応力緩和の予測に有用である。
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