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構造物の耐久性を飛躍的に向上させる新材料を用いたプレストレス導入法の開発

开发使用新材料的预应力引入方法，可显着提高结构的耐久性

基本信息

批准号：
22K18819
负责人：
藤倉修一
金额：
$ 3.99万
依托单位：
Utsunomiya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-06-30 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

土木構造物におけるプレストレス導入を可能にする形状記憶合金の開発研究を行った．変態温度ヒステリシスが広い形状記憶合金としてCu-Al-Mn系合金に着目した．200℃付近の温度域で時効処理を施すことでベイナイト変態が生じることがわかっているため，これを利用することで，変態温度ヒステリシスを拡大することが可能と考えられる．そこで，Cu-Al-Mn及びCu-Al-Mn-Ni合金を作製して200℃時効を行い，時効時間とマルテンサイト変態温度の関係を調査した．時効処理によりベイナイト変態が生じることでマルテンサイト変態温度が低下し，変態ヒステリシスが増大することが確認できた．これらの実験結果を解析することでベイナイト変態の活性化エネルギーを算出することができ，温度と時間をパラメータとした時効条件の推定ができるようになった．さらに，ベイナイト変態させたCu-Al-Mn合金単結晶を作製し，様々な応力下での変態挙動を調査した．印加応力が低い場合，複数のマルテンサイトバリアントが生成して大きな可逆歪は得られなかったが，比較的高い応力下では，最大で6.4%の大きな回復歪が得られた．また，印加応力が高いほど変態温度ヒステリシスが増大する傾向が見られた．時効時間が長くなりベイナイト変態が過度に進行すると，変態温度ヒステリシスは増大するが形状回復歪は低下した．以上より，Cu-Al-Mn合金において適切な時効時間で生成するベイナイト変態を利用することで，プレストレス導入に有効な，ヒステリシスの広い形状記憶合金が開発できる可能性を見出すことができた．開発した形状記憶合金をコンクリート部材中に用いて，プレストレス導入効果を検証するための，実験方法に関する検討を行った．形状記憶合金を丸棒形状に加工し，定着工法については，丸棒両端部を転造ねじ加工し，ナットによって定着版を端部に取り付けることとした．

Research on the development of shape memory alloys in civil structures. Shape memory alloys with Cu-Al-Mn alloys have a temperature range of approximately 200 ℃, and a temperature range of approximately 200 ℃. Cu-Al-Mn and Cu-Al-Mn-Ni alloys were prepared at 200℃, and the relationship between time and temperature was investigated. The temperature of the temperature The result of the analysis of the temperature and time of the activation of the active state is calculated. In this paper, the state of Cu-Al-Mn alloy single crystal was investigated under different stress conditions. When the force is low, the number of particles is large and reversible. When the force is high, the maximum is 6.4%. In addition, the increase in temperature and temperature in the high temperature range can be seen in the high temperature range. The time is long, the temperature is high, the shape is low. As mentioned above, Cu-Al-Mn alloy has the right time to form and the right state to utilize, and the possibility of shape memory alloy development is shown. The development of shape memory alloy components in the use of medium, medium, medium and high quality materials Shape memory alloy shot shape processing, fixing method, shot end processing, fixing plate end processing.