著者

藤井 朋之 東郷 敬一郎 山本 崇博 鈴木 幸則 島村 佳伸 尾嶋 良文

出版者

公益社団法人 日本材料学会

雑誌

材料 (ISSN:05145163)

巻号頁・発行日

vol.62, no.12, pp.770-777, 2013-12-15 (Released:2013-12-20)

参考文献数

11

被引用文献数

4 5

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In this paper, fatigue tests and finite element analysis are carried out on spot weld-bonded joints of mild steel (270MPa class) and ultra-high strength steel (980MPa class) in order to investigate influence of strength level of base steels on fatigue strength and fatigue fracture behavior of spot weld-bonded joints. From the fatigue tests and finite element analysis, the following results are obtained : (1) The fatigue strength of the spot weld-bonded specimen is higher than that of the spot welded specimen. (2) The fatigue limit of the spot weld-bonded specimens of the ultra-high strength steel is higher than that of the mild steel. (3) The interfacial debonding propagates from the adhesive edge to a nugget edge, and the fatigue crack initiates at the nugget edge in both steels. (4) The fatigue strength of spot weld-bonded specimens is improved because the stress concentration at the nugget edge is reduced by adhesive bonding during large part of fatigue life.

著者

三浦 祐太朗 藤井 朋之 東郷 敬一郎 島村 佳伸

出版者

一般社団法人 日本機械学会

雑誌

東海支部総会講演会講演論文集

巻号頁・発行日

vol.2014, pp._520-1_-_520-2_, 2014

著者

島村 佳伸 奥田 尚紀 東郷 敬一郎 荒木 弘安

出版者

The Society of Materials Science, Japan

雑誌

材料 (ISSN:05145163)

巻号頁・発行日

vol.56, no.5, pp.393-398, 2007

被引用文献数

7 7

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It is well known that carbon nanofillers (CNFs) enhance the stiffness, electric conductivity and thermal conductivity of polymers. Alignment of carbon nanofillers in polymer is expected to increase the performances in the aligned direction. Several papers have reported that applying alternating electric field to a liquid suspension including CNFs causes alignment of CNFs in the electric field direction. Only a few papers have reported the fabrication of nanostructurally controlled composites by using AC field, but the conditions to let CNFs align have not been investigated. In this study, unidirectionally aligned carbon nanofiller/epoxy composite was fabricated under AC electric field, and the alignment of CNFs was in-situ observed during fabrication by using an optical microscope. Then, the effects of applied voltage, frequency and the weight fraction of CNFs on nanostructure were investigated. As a result, it is found that CNFs in uncured epoxy resin align in the AC electric field and form a chain-like network, and that in the end the network structure is hold with cured epoxy. It is also shown that the applied voltage and weight fraction affect the morphology of the network. Furthermore, the network morphology was quantified by using texture analysis. Local homogeneity in the longitudinal and transverse directions of the AC electric field was used. It is found that there is strong relationship between the changes of local homogeneity and network morphology.

著者

上田 敏郎 島村 佳伸 東郷 敬一郎 藤井 朋之 岡島 いづみ 平松 正敬 佐古 猛

出版者

The Society of Materials Science, Japan

雑誌

材料 (ISSN:05145163)

巻号頁・発行日

vol.59, no.12, pp.964-969, 2010

被引用文献数

2 5

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Carbon-fiber reinforced epoxy was decomposed using subcritical water and supercritical methanol to reclaim carbon fibers. The tensile strength of the reclaimed carbon fibers was measured. Then SEM observation, XPS, and Raman spectral analysis were conducted to elucidate the change of tensile strength caused by decomposition. The tensile strength decreased by 6% in the case of decomposition with supercritical methanol, and by 12~17% with subcritical water. The surfaces of reclaimed carbon fibers were resin-free. Decomposition did not affect the fiber surface and fracture surface morphology. Subsequent XPS analysis revealed that functional groups of the carbon fiber surface had been removed. Raman spectral analysis showed decreased graphitization of the carbon fiber surface. These results imply that the fracture toughness of the carbon fiber surface decreased because of breakage of carbon-carbon bonds in the carbon fibers as a result of decomposition.

著者

石井 仁 荒木 弘安 東郷 敬一郎

出版者

静岡大学

雑誌

基盤研究(C)

巻号頁・発行日

2001

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超音波断続負荷型疲労試験機を製作して様々な強度レベル材料についてのギガ(10^9)サイクル域までのS-N曲線を取得し,その結果を回転曲げ,引張-圧縮といった一般的な試験機で得られた疲労特性との差異を検討することで,この試験法が疲労強度の迅速決定に威力を発揮することを確認した.超音波を連続ではなく断続的に負荷させる理由は,超音波域といった高周波数で変形を繰返した際の内部摩擦による材料の発熱を防止するためであり,試験片の温度上昇を生じさせない負荷-休止時間の組み合わせであれば10^7回以上の高サイクル域の疲労特性には影響が無いことを確認し,負荷と停止時間をそれぞれ30ms,70msとすることで以下の様々な試験を実施した.焼入れ後に高温焼戻しを施したS35CおよびSNCM439につきギガサイクルまでのP-S-N線図を求めた.応力レベルを10種類とし,1応力あたり15本,計150本の試験片を用いて得られた結果は,日本材料学会あるいは金属材料技術研究所から出版されている10^7サイクルまでの疲労強度データ集の結果と極めて良い一致が得られた.また,耐久限が存在せず10^7サイクル以上でも疲労強度が低下する高強度材の一例として,マルエージング鋼についての10^9サイクルまでのS-N曲線を求めた.10^7サイクルまでは表面を破壊の起点としたが,それ以上の繰返し数では内部の介在物を起点とするものに移行する.材料製造工程の改善を通して介在物の寸法を微細化すると長寿命域の疲労強度改善が得られるなど,通常の試験機では数年が必要である実験結果が短時間に求まり,材料開発へ応用すると極めて有効な手法になることが確認された.また,軸受け鋼SUJ2や浸炭処理を施した肌焼き鋼SCr220,SNCM420についても,また,切欠き試験片でも適用可能であることを確認し,超音波断続負荷法が超高サイクル域の疲労強度迅決定法として極めて有用であることを明らかにした.

著者

結城 良治 北川 英夫 東郷 敬一郎

出版者

一般社団法人日本機械学会

雑誌

日本機械学會論文集. A編 (ISSN:03875008)

巻号頁・発行日

vol.47, no.422, pp.981-989, 1981-10-25

被引用文献数

2

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本報は, 従来のデータの得られていなかった二軸荷重重下の疲労き裂成長の低ΔK_I 領域特性と下限界条件ΔK_<Ith> を高張力鋼きつき系統的に調べ, またこの疲労き裂の開閉挙動を調べたものである. その結果, 二軸荷重下のき裂成長特性は, 単軸荷重下の場合と同様にΔK_Iと応力比 R_K(=K_<I min>/K_<I max>) あるいはΔK_<Ieff> で統一的に特性づけられることを明らかにした. 本実験では, き裂に平行な応力(非特異定数項)の影響は認められなかった.

著者

東郷 敬一郎 JIANG Y.P. JIANG Y. P.

出版者

静岡大学

雑誌

特別研究員奨励費

巻号頁・発行日

2008

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平成21年度は,以下の2項目について研究を進めた.1.ナノ粒子分散複合材料の増分形損傷力学モデルの開発申請者らが開発している粒子分散複合材料の損傷理論を基に,粒子近傍のひずみ勾配効果による変形特性の粒子寸法効果と損傷過程の粒子寸法効果を考慮した力学モデルを開発した.また,新たなモデルとして,粒子-マトリックス界面層を考慮した微視力学モデルを開発し,界面層による粒子寸法効果を明らかにした.これらの開発したモデルを有限要素法に組込み,ナノ粒子分散複合材料中の切欠き・き裂など構造部材の解析を可能とした.2.ナノ粒子分散複合材料の作成粒子寸法の異なるシリカ粒子とエポキシからなる数種類の粒子分散複合材料を遠心遊星混練機,超音波分散器あるいは射出成形機を用いて作製した.強化材の樹脂マトリックス内への分散度について走査型電子顕微鏡について観察した結果、一様に分散している部分と凝集している部分が観察された。作製した複合材料について,強度特性を調べた結果、粒子体積率の影響は認められたが、粒子寸法の影響は顕著ではなかった。ナノ粒子分散複合材料の特性発現機構を明らかにするためには、さらに細かなナノオーダーの粒子を分散させた複合材料を作製し、検討することが必要である。