2016 Fiscal Year Annual Research Report
Development of evaluation method of adhesion strength and toughness of multilayered fuel cell using laser ultrasound
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25249004
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
荒井 政大 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (30260532)
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2013-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | コーティング膜 / 密着強度 / レーザー超音波 / 逆解析 / 境界要素法 / 非破壊検査 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究ではコーティング膜を有する材料に対してパルスレーザーを照射し，材料内に超音波波動を伝播させ，反射・干渉させることによって材料内に破壊を生じさせ，その際の応力伝播挙動を数値解析により明らかにすることによって，コーティング膜と基材間における密着強度と，コーティング膜に生じた剥離の層間破壊靭性値を評価することを目的として，一連の研究を行った．境界要素法に基づく数値解析プログラムを作成し，３次元的な波動伝播の過渡応答解析を行った．過渡応答解析に対しては数値Laplace変換法を用い，Laplace像空間で得られる境界積分方程式を離散化，境界条件と初期条件に基づいて解くことによって数値解を得た．また，境界要素解析プログラムに対しては軸対称問題に対するプログラムを新たに作成し，解析精度を大幅に高めることに成功した．レーザー干渉変位計から得られる試験片基材側の，面外変位応答を計測することにより，境界要素法による逆解析を行った．その結果，チタンコーティング膜そしてナノカーボンコーティング膜の密着強度を高い精度で求めることが可能となった．また，これらのコーティング膜の剥離に対する破壊靭性値の算出に，複素応力拡大係数に基づく混合モード場の定義を適用し，混合モード状態における界面破壊靭性値を評価した．外挿法により複素応力拡大係数を求め，さらに混合モード場における界面破壊靭性値を求めることに成功した．またワイブル分布による統計的評価手法を適用し，得られた結果の信頼性評価を行った．
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| Research Progress Status |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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