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論文

EBSD解析によるステンレス鋼の疲労損傷検出; EBSDパターンクオリティの適用性

黒田 雅利*; 釜谷 昌幸*; 山田 輝明*; 秋田 貢一

日本機械学会論文集(インターネット), 83(852), p.17-00072_1 - 17-00072_7, 2017/07

これまでに、電子後方散乱回折(EBSD)測定により得られる結晶方位データを解析することで得られる平均局所方位差(Averaged Local Misorientation, Mave)(Kamaya, 2009)とオーステナイト系ステンレス鋼の低サイクル疲労の損傷量との間に相関があることを報告している。ここでは、実用上の観点から、Maveと、市販ソフトウエアで得られるイメージクオリティ(Image Quality: IQ)とを比較することで、IQの疲労損傷評価に対する適用性について検討し、各パラメータの有用性と特徴を明らかにした。また、X線回折(X-Ray Diffraction: XRD)測定も実施し、得られたXRDデータとIQ値分布とを比較することで、疲労損傷の蓄積に伴うIQ値分布の変化はすべり変形によりもたらされたことを示した。

論文

Benchmark analyses of probabilistic fracture mechanics for cast stainless steel pipe

北条 公伸*; 林 翔太郎*; 西 亘*; 釜谷 昌幸*; 勝山 仁哉; 眞崎 浩一*; 永井 政貴*; 岡本 年樹*; 高田 泰和*; 吉村 忍*

Mechanical Engineering Journal (Internet), 3(4), p.16-00083_1 - 16-00083_16, 2016/08

鋳造ステンレス鋼に対する非破壊検査が計画されているが、鋳造ステンレス鋼のような二相ステンレス鋼では、超音波の低い透過性などの理由から、許容欠陥寸法が定められていない。鋳造ステンレス鋼の許容欠陥寸法を合理的に決定するためには、確率論的破壊力学(PFM)は有用である。本研究では、鋳造ステンレス鋼配管を対象に、PFM解析コードの適用性や信頼性に係るベンチマーク問題を提案した。破損モードとしては、疲労亀裂進展、塑性崩壊、及び延性亀裂進展を考慮し、それらの相互作用を考慮した条件でPFM解析を行った。6機関が参加して実施されたベンチマーク解析による破損確率の比較を行った。その結果、各機関で様々なPFM解析コードで得られた破損確率はよく一致し、鋳造ステンレス鋼配管に対するPFMの適用性が確認された。

論文

前弧域の非火山地帯における高温異常域について; 紀伊半島中$$sim$$南部の地殻・マントル構造と温泉ガスのヘリウム同位体比

梅田 浩司; 浅森 浩一; 及川 輝樹; 角田 地文; Zhao, N.*; 鎌谷 紀子*

月刊地球, 26(6), p.407 - 413, 2004/06

非火山地帯における高温異常域の分布や温泉の性状、熱源等の解明は、地質環境の長期安定性における重要な課題の一つである。地震波速度構造、深部比抵抗構造、温泉ガスのヘリウム同位体比測定等によると、紀伊半島中$$sim$$南部の高温異常域や温泉ガスの高い$$^{3}$$He/$$^{4}$$He比は、マグマや高温岩体等による影響ではなく、スラブから脱水した流体の上昇によるものと考えられる。

論文

Magnetic properties of a pressure-induced superconductor UGe$$_{2}$$

立岩 尚之*; 花園 勝巳*; 小林 達生*; 天谷 喜一*; 井上 鉄太郎*; 金道 浩一*; 小池 良浩; 目時 直人; 芳賀 芳範; 摂待 力生*; et al.

Journal of the Physical Society of Japan, 70(10), p.2876 - 2879, 2001/10

 被引用回数:61 パーセンタイル:86.58(Physics, Multidisciplinary)

圧力誘起超伝導体UGe$$_{2}$$の磁気的性質を、圧力下における磁化測定,中性子散乱によって求めた。その結果、圧力によって強磁性転移温度以下の異常T$$^{*}$$が非常に明瞭になることを、確認した。またT$$^{*}$$の異常が消失する圧力で超伝導転移温度が最大になっており、この転移に関係する何らかの揺らぎが超伝導の起源になっている可能性が高い。またT$$^{*}$$の異常が消失する圧力異常で容易軸に平行に磁場をかけると、磁化にとびが現れるメタ磁性転移を示し、T$$^{*}$$以下の相が磁場によって誘起されることを発見した。さらに、圧力,磁場,温度に対してUGe$$_{2}$$の詳細な磁気及び超伝導相図を明らかにすることができた。

口頭

ファイバーレーザーによる原子炉構造物の溶接補修技術の高度化,2; 平板試験片を用いた溶接補修模擬実験

村松 壽晴; 菖蒲 敬久; 天谷 浩一*; 漆崎 幸憲*; 松原 英人*

no journal, , 

金属光造形技術を応用したファイバーレーザー照射による微細金属粉溶接技術を、実用段階におけるNa冷却高速増殖炉に対する保守・補修技術として標準化することを目的とした溶接基礎実験における、残留ひずみや過渡温度特性評価を実施するために、レーザー照射条件を変えて鉄鋼材表面にレーザーを照射した試験片を製作した。

口頭

ファイバーレーザーによる原子炉構造物の溶接補修技術の高度化,2; 平板試験片を用いた溶接補修模擬実験

漆崎 幸憲*; 天谷 浩一*; 松原 英人*; 菖蒲 敬久; 村松 壽晴

no journal, , 

ナトリウム(Na)冷却高速増殖炉の実用化段階では、現行軽水炉と同等以上の保守・補修性の確保が電気事者より求められている。特にNaと水とのバウンダリを形成する蒸気発生器の伝熱管については、従来の端栓措置に加え、プラント寿命中の健全性を担保することが可能な補修技術の確立が不可欠となる。そこで、本研究では、3次元微細加工が可能なファイバーレーザー照射による微細貴金属粉溶接技術を、実用化段階におけるNa冷却高速増殖炉に対する保守・補修技術として標準化することを目的として、残留応力測定のための試料作製、及びレーザー溶接中に母材に発生する温度分布、さらには溶接部の表面粗さを計測した。その結果、レーザー溶接した位置から5mm程度離れた場所で150度に到達する時間は30秒程度であり、20mm程度では90秒程度かかるなどさまざまな距離での温度データの収集に成功した。今後このデータをもとにレーザー溶接により金属が溶けていく様子をシミュレーションしていく予定である。また表面粗さについては、繰り返し回数が多くなるほど表面は粗くなり、1回の溶接では15$$mu$$mに対して10回では30$$mu$$mであることがわかった。

口頭

レーザー溶接補修技術の標準化に向けた研究開発,4; ファイバーレーザーによる溶接材焼結技術の開発及び残留応力/ひずみ分布特性の評価

菖蒲 敬久; 漆崎 幸憲*; 市村 誠*; 天谷 浩一*; 矢田 浩基; 高瀬 和之; 村松 壽晴

no journal, , 

レーザー溶接補修技術の確立を目指し、ファイバーレーザー及びコールドスプレー法により発生する残留応力/ひずみ分布を高エネルギー放射光X線により計測し、その有利性を検討した。SPring-8, BL22XUを用いた放射光応力測定を実施した結果、コールドスプレー法ではほとんど残留ひずみは発生しないこと、ハイブリッド法ではコールドスプレー法よりも広い範囲に強い圧縮残留ひずみが発生し、金属粉内に空泡が発生することを明らかにした。現在、上記の方法で作成した試験片の引張強度等の機械的特性を調査している。これらと合わせてレーザー補修に最適な方法,条件等の導出を実施していく。

口頭

レーザー溶接補修技術の標準化に向けた研究開発,10; コールドスプレー及びレーザー照射による溶接法の高度化に向けた検討

矢田 浩基; 山田 知典; 村松 壽晴; 深沼 博隆*; 天谷 浩一*; 漆崎 幸憲*

no journal, , 

コールドスプレーによる溶接金属粉の積層とファイバーレーザー照射による溶接を組合せた溶接補修技術の高度化に向けて、コールドスプレーで使用する溶接金属粉粒径の見直し、レーザー照射条件をパラメータとしたレーザー溶接試験及び補修後の強度評価を行った。試験は試験片母材に模擬欠陥を付与したSUS304、溶接金属粉にSUS304粉末を用いて、模擬欠陥の補修を行った。溶接金属粉は、コールドスプレーした際の母材への密着効果を高めるため粒径約40$$mu$$mとした。レーザー照射は400Wのレーザーを用いて走査速度、ハッチングピッチ、走査回数をパラメータとした試験を行い、断面観察により溶接金属粉の溶込みを観察し、最適な条件を決定した。補修試験片の強度評価の結果、多少のばらつきがあるものの引張強さは母材に近い強度まで回復が見られた。

口頭

EBSD解析によるステンレス鋼の疲労損傷検出の検討(パターンクオリティの適用性)

黒田 雅利*; 釜谷 昌幸*; 秋田 貢一; 山田 輝明*; 島崎 智憲*; 谷川 良平*

no journal, , 

疲労負荷を与えたオーステナイトステンレス鋼のサンプルに対して電子後方散乱回折(Electron Backscatter Diffraction: EBSD)測定を実施し、疲労の進行に伴うIQ(Image quality)値の分布と結晶方位差の分布の変化を比較することで、パターンクオリティの疲労損傷検出に対する適用性について検討した。また、そのEBSD測定で用いたものと同一の疲労負荷を与えたサンプルに対してX線回折測定を実施し、得られたX線回折データと既述のIQ値の分布とを比較することで、疲労によりもたらされるパターンクオリティの変化が、どのような結晶学的な変化によりもたらされるかについて考察した。

口頭

日本東北地方南部の地殻の三次元比抵抗構造

本山 葵*; 小川 康雄*; 上嶋 誠*; 浅森 浩一; 内田 利弘*; 長谷 英彰*; 小山 崇夫*; 坂中 伸也*; 山谷 祐介*; 相澤 広記*; et al.

no journal, , 

将来の地層処分システムに重大な影響を及ぼす可能性がある現象の潜在的なリスクを排除するためには、地表からの調査の段階において、地下深部におけるマグマの存否や分布をあらかじめ確認しておくための調査技術が必要となる。本件では、東北地方を対象として、これまでに原子力機構及び大学等が観測した地磁気・地電流データを統合解析することによって、地殻内の三次元比抵抗構造を推定した。その結果、背弧域の地殻深部から奥羽脊梁下の浅部にかけて低比抵抗体が認められた。この結果は、地磁気・地電流観測がマグマの存否やその三次元的な分布を確認する方法として有効であることを示唆する。

口頭

A Three-dimensional electrical conductivity model of the crust beneath the southern Tohoku district, NE Japan

本山 葵*; 市來 雅啓*; 小川 康雄*; 上嶋 誠*; 浅森 浩一; 内田 利弘*; 小山 崇夫*; 坂中 伸也*; 長谷 英彰*; 相澤 広記*; et al.

no journal, , 

沈み込むスラブやマントルを起源として前弧域に流入する深部流体は、地層処分システムにおける化学場や熱環境へ影響を及ぼす可能性があることが指摘されている。そのため、現在の地殻における深部流体の分布特性を把握することは、将来の地質環境への影響を評価する上で重要な知見となり得る。本研究では、複数の研究機関によってこれまでに実施された地磁気・地電流観測データを統合し、三次元インバージョン法に適用することで、東北地方南部の地殻における三次元比抵抗構造を推定した。その結果、前弧域の地殻では、2011年に活発化した群発地震活動域下に流体の存在が既往研究によって指摘されているものの、それ以北ではそれを示唆する低比抵抗体が分布しないことが明らかになった。

口頭

南東北背弧側の地殻の3次元電気比抵抗構造

臼井 嘉哉*; 上嶋 誠*; 長谷 英彰*; 市原 寛*; 相澤 広記*; 小山 崇夫*; 坂中 伸也*; 小河 勉*; 山谷 祐介*; 西谷 忠師*; et al.

no journal, , 

将来の地層処分システムに重大な影響を及ぼす可能性があるマグマの貫入・噴火や断層活動に伴う岩盤の破壊等の現象については、段階的なサイト調査によって適切に回避することが求められる。地表からの調査の段階において地下の間隙流体の分布を明らかにすることは火山のマグマ供給系の理解に加え、地下の流体が断層強度を低下させるために引き起こされる地震活動のリスクの評価及び回避の観点において重要となる。南東北の背弧側には鳥海山,肘折,月山など複数の第四紀火山が分布し、それら火山の周辺では深部低周波地震が起きている。また、本地域には庄内平野東縁断層帯等M7クラスの内陸地震を引き起こす可能性ある断層が複数存在している。われわれは南東北の背弧側で地磁気・地電流(magnetotelluric)法観測を実施し、3次元地下電気比抵抗構造を推定した。本発表では得られた電気比抵抗構造を示し、南東北の背弧側の地下の間隙流体の分布,火山活動,地震活動との関係性について議論する。

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