2025/04/01 更新

写真a

タカハシ マナブ
高橋 学
Takahashi Manabu
所属
社会共創学部 産業イノベーション学科 教授
職名
教授
連絡先
メールアドレス
通称等の別名
TM004030
外部リンク

学位

  • 博士(工学) ( 長岡技術科学大学 )

研究キーワード

  • Ceramic-metal joint

  • Fracture strength

  • Ceramics

  • Strength and fracture of materials

  • Biomechanics

  • 材料強度

  • 破壊力学

  • セラミックス/金属接合

  • バイオメカニクス

  • セラミックス

  • 接触強度

  • Contact strength

研究分野

  • ものづくり技術(機械・電気電子・化学工学) / 材料力学、機械材料

共同・受託研究希望テーマ

  • 構造体の破壊・疲労挙動に関する研究

学歴

  • 長岡技術科学大学

    - 1993年

      詳細を見る

  • 長岡技術科学大学   工学研究科   材料工学

    - 1993年

      詳細を見る

    国名: 日本国

    researchmap

所属学協会

▼全件表示

委員歴

  • 日本材料学会   信頼性部門委員会委員  

    2024年4月 - 現在   

      詳細を見る

    団体区分:学協会

    researchmap

  • 日本機械学会   機械材料・材料加工部門 運営委員会委員  

    2023年4月 - 現在   

      詳細を見る

    団体区分:学協会

    researchmap

  • 日本機械学会   2024年度年次大会運営委員  

    2023年3月 - 2024年9月   

      詳細を見る

    団体区分:学協会

    researchmap

  • 日本材料学会四国支部   支部長  

    2018年4月 - 2019年3月   

      詳細を見る

    団体区分:学協会

    researchmap

  • 日本材料学会第66期通常総会・学術講演会実行委員会   委員  

    2017年5月 - 2018年5月   

      詳細を見る

    団体区分:学協会

    researchmap

  • 日本材料学会   理事  

    2017年4月 - 2019年5月   

      詳細を見る

    団体区分:学協会

    researchmap

  • 日本材料学会四国支部   副支部長  

    2017年4月 - 2018年3月   

      詳細を見る

    団体区分:学協会

    researchmap

  • 新居浜ものづくりブランド   新居浜ものづくりブランド委員  

    2016年4月 - 現在   

      詳細を見る

    団体区分:自治体

    researchmap

  • 日本複合材料学会   地区幹事  

    2015年4月 - 現在   

      詳細を見る

    団体区分:学協会

    researchmap

  • 日本機械学会中国四国支部   副支部長  

    2015年4月 - 2017年3月   

      詳細を見る

    団体区分:学協会

    researchmap

  • 日本材料学会   代議員  

    2015年4月 - 2017年3月   

      詳細を見る

    団体区分:学協会

    researchmap

  • 日本機械学会   会員部会委員  

    2015年4月 - 2016年3月   

      詳細を見る

    団体区分:学協会

    researchmap

  • 日本機械学会中国四国支部   地区幹事  

    2014年4月 - 2016年3月   

      詳細を見る

    団体区分:学協会

    researchmap

  • 日本機械学会中国四国支部   商議員  

    2013年4月 - 2016年3月   

      詳細を見る

    団体区分:学協会

    researchmap

  • 日本機械学会   日本機械学会イノベーションセンター研究協力事業委員会RC248分科会  

    2010年 - 2011年   

      詳細を見る

    団体区分:学協会

    日本機械学会

    researchmap

  • 日本機械学会   第88期 機械材料・材料加工部門運営委員会構成員  

    2010年 - 2011年   

      詳細を見る

    団体区分:学協会

    日本機械学会

    researchmap

  • 日本材料学会   査読委員  

    2009年   

      詳細を見る

    団体区分:学協会

    日本材料学会

    researchmap

  • 日本材料学会   四国支部 会計幹事  

    2009年   

      詳細を見る

    団体区分:学協会

    日本材料学会

    researchmap

  • 日本機械学会   日本機械学会 中国四国支部学生会会員校 担当  

    2008年 - 2010年   

      詳細を見る

    団体区分:学協会

    日本機械学会

    researchmap

  • 日本機械学会   第86-87期バイオエンジニアリング部門運営委員会構成員  

    2008年 - 2009年   

      詳細を見る

    団体区分:学協会

    日本機械学会

    researchmap

  • 日本材料学会   疲労部門委員会 幹事  

    2008年   

      詳細を見る

    団体区分:学協会

    日本材料学会

    researchmap

  • 日本機械学会   日本機械学会 校閲委員  

    2006年   

      詳細を見る

    団体区分:学協会

    日本機械学会

    researchmap

  • 日本材料学会   企画事業委員会委員  

    2006年   

      詳細を見る

    団体区分:学協会

    日本材料学会

    researchmap

  • 日本機械学会   第83期材料力学部門第5技術委員会委員  

    2005年   

      詳細を見る

    団体区分:学協会

    日本機械学会

    researchmap

  • 日本材料学会   四国支部 庶務幹事  

    2005年   

      詳細を見る

    団体区分:学協会

    日本材料学会

    researchmap

  • 日本機械学会   材料力学部門拡大運営委員会委員  

    2004年 - 2006年   

      詳細を見る

    団体区分:学協会

    日本機械学会

    researchmap

  • 日本機械学会   中国四国支部 代議員  

    2004年   

      詳細を見る

    団体区分:学協会

    日本機械学会

    researchmap

  • 日本機械学会   第82期会員部会委員  

    2004年   

      詳細を見る

    団体区分:学協会

    日本機械学会

    researchmap

  • 日本機械学会   第82期材料力学部門第8・9技術委員会委員  

    2004年   

      詳細を見る

    団体区分:学協会

    日本機械学会

    researchmap

  • 日本材料学会   四国支部 常議員  

    2001年   

      詳細を見る

    団体区分:学協会

    日本材料学会

    researchmap

▼全件表示

論文

  • ぜい性材料の小型試験片による等2軸曲げ強度と確率論的アプローチ 査読

    71 ( 3 )   266 - 272   2022年3月

     詳細を見る

    掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.2472/jsms.71.266

    researchmap

  • 疲労き裂面の接触状態による透過超音波の波形特性の変化 査読

    中畑 和之, 高橋 栞太, 細川 隼人, 高橋 学

    土木学会 構造工学論文集   66A   529 - 539   2020年3月

     詳細を見る

    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    researchmap

  • 前十字靭帯再建術における改良型エンドボタンの開発と力学的検討 査読

    高橋敏明, 高橋学

    日本整形外科スポーツ医学会雑誌   39 ( 4 )   595   2019年8月

     詳細を見る

    記述言語:日本語  

    J-GLOBAL

    researchmap

  • Biomechanical study of optimum anchorage in dome-shaped high tibial osteotomy 査読

    Toshiaki Takahashi, TAKAHASHI Manabu, Haruyasu Yamamoto, Hiromasa Miura

    Journal of Orthopaedic Surgery   26 ( 3 )   1 - 6   2018年8月

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1177/2309499018792406

    Web of Science

    researchmap

  • 脆性破壊のための確率論的モデルとシャルピー吸収エネルギーの統計的性質 査読

    松田 伸也, 高橋 学

    日本金属学会誌   82 ( 4 )   102 - 107   2018年

     詳細を見る

    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.2320/jinstmet.J2017049

    Web of Science

    Scopus

    researchmap

  • Long-term observation of permeability in sedimentary rocks under high-temperature and stress conditions and its interpretation mediated by microstructural investigations 査読

    Hideaki Yasuhara, Naoki Kinoshita, Hiroaki Ohfuji, Manabu Takahashi, Kazumasa Ito, Kiyoshi Kishida

    Water Resources Research   51 ( 7 )   5425 - 5449   2015年7月

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Blackwell Publishing Ltd  

    In this study, a series of long-term, intermittent permeability experiments utilizing Berea sandstone and Horonobe mudstone samples, with and without a single artificial fracture, is conducted for more than 1000 days to examine the evolution of rock permeability under relatively high-temperature and confining pressure conditions. Effluent element concentrations are also measured throughout the experiments. Before and after flow-through experiments, rock samples are prepared for X-ray diffraction, X-ray fluorescence, and scanning electron microscopy coupled with energy dispersive X-ray spectroscopy to examine the mineralogical changes between pre and postexperimental samples, and also for microfocus X-ray CT to evaluate the alteration of the microstructure. Although there are exceptions, the observed, qualitative evolution of permeability is found to be generally consistent in both the intact and the fractured rock samples - the permeability in the intact rock samples increases with time after experiencing no significant changes in permeability for the first several hundred days, while that in the fractured rock samples decreases with time. An evaluation of the Damkohler number and of the net dissolution, using the measured element concentrations, reveals that the increase in permeability can most likely be attributed to the relative dominance of the mineral dissolution in the pore spaces, while the decrease can most likely be attributed to the mineral dissolution/crushing at the propping asperities within the fracture. Taking supplemental observations by microfocus X-ray CT and using the intact sandstone samples, a slight increase in relatively large pore spaces is seen. This supports the increase in permeability observed in the flow-through experiments. Key Points: A long-term evolution in rock permeability is measured The increase in permeability in the intact samples is likely due to the formation of flow paths The decrease in permeability in the fractured samples is attributed to the dissolution at the contacting asperities.

    DOI: 10.1002/2014WR016427

    Scopus

    researchmap

  • Investigation of crack generation in a notch during diameter-enlargement working method processing 査読

    Xia Zhu, Hironori Takahashi, Keiji Ogi, Manabu Takahashi, Nagatoshi Okabe

    Key Engineering Materials   656-657   473 - 478   2015年

     詳細を見る

    掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

    © (2015) Trans Tech Publications, Switzerland. We have proposed a new cold processing method to enlarge the diameter of a short section of a metal shaft using a combination of a cyclic bending load and an axial compressive load that is lower than the yield stress of the sample material. We call this cold processing method the diameter-enlargement working method, and refer to the enlarged section of the processed shaft as the diameter-enlargement section. The processing method produces large plastic deformation, and its Key features are as follows: the diameter-enlargement deformation progresses easily under a low axial compressive load at room temperature and the processed part exhibits little temperature increase. However, a crack is generated in the notch near the diameter-enlargement section during processing, and the cause is not yet clearly understood. Therefore, we conducted processing experiments to clarify the crack generation conditions, and simulated the working process using the finite element method to investigate the behaviors of stress and strain during processing. Furthermore, we calculated the low-cycle fatigue damage in the processed shaft using the Manson-Coffin expression. Based on the experiments and analyses, we determined that a fatigue crack is generated because of cyclic axial normal stress in the notch root at the axial-compressive loading side. The experimental and analytical fatigue strength was well described by the Coffin-Manson expression.

    DOI: 10.4028/www.scientific.net/KEM.656-657.473

    Scopus

    researchmap

  • Controlling wrinkling and flatness during the processing of the bend section of a pipe by applying vibration to the mandrel 査読

    Xia Zhu, Narumi Wada, Keiji Ogi, Hiroshi Kurosu, Manabu Takahashi, Hiromasa Senba

    Key Engineering Materials   656-657   600 - 603   2015年

     詳細を見る

    掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

    © (2015) Trans Tech Publications, Switzerland. Metal pipes have a long history as fluid conduits, and are commonly joined with components such as elbows to form bent transport paths. However, with the increasing demands for economy and energy saving, pipes with reduced joints and thinner walls are desired. The number of joints can be reduced by a drawing and bending process that forms a bend section at any position in the pipe. However, this approach incurs problems such as wrinkling and flattening, especially under conditions of large bending angle, decreased bending radius, and thin pipe walls. In this research, applying vibrations to the mandrel was trialed as an approach for controlling the wrinkle depth and flattening. First, processing experiments were performed on thin walled pipes (wall thickness = 0.5 mm; outer diameter = 14 mm). The change of flattening and the number and depths of wrinkles were investigated in the presence and absence of vibrations. Next, simulations were performed using the commercial nonlinear finite element software. Through these simulations, the flatness and appearance of wrinkles were analyzed by modeling the behavior and distribution of stresses and strains in the processing process. The application of vibration to the mandrel appears to be a promising approach for controlling the wrinkling and flattening problems during pipe processing.

    DOI: 10.4028/www.scientific.net/KEM.656-657.600

    Scopus

    researchmap

  • Fracture-induced amorphization of polycrystalline SiO2 stishovite: a potential platform for toughening in ceramics 査読

    Norimasa Nishiyama, Fumihiro Wakai, Hiroaki Ohfuji, Yusuke Tamenori, Hidenobu Murata, Takashi Taniguchi, Masafumi Matsushita, Manabu Takahashi, Eleonora Kulik, Kimiko Yoshida, Kouhei Wada, Jozef Bednarcik, Tetsuo Irifune

    SCIENTIFIC REPORTS   4   2014年10月

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:NATURE PUBLISHING GROUP  

    Silicon dioxide has eight stable crystalline phases at conditions of the Earth's rocky parts. Many metastable phases including amorphous phases have been known, which indicates the presence of large kinetic barriers. As a consequence, some crystalline silica phases transform to amorphous phases by bypassing the liquid via two different pathways. Here we show a new pathway, a fracture-induced amorphization of stishovite that is a high-pressure polymorph. The amorphization accompanies a huge volume expansion of similar to 100% and occurs in a thin layer whose thickness from the fracture surface is several tens of nanometers. Amorphous silica materials that look like strings or worms were observed on the fracture surfaces. The amount of amorphous silica near the fracture surfaces is positively correlated with indentation fracture toughness. This result indicates that the fracture-induced amorphization causes toughening of stishovite polycrystals. The fracture-induced solid-state amorphization may provide a potential platform for toughening in ceramics.

    DOI: 10.1038/srep06558

    Web of Science

    Scopus

    researchmap

  • Basic research on new near-net-shape working method for processing multistage shaft 査読

    Xia Zhu, Kei Ji Ogi, Manabu Takahashi, Nagatoshi Okabe, Kazuki Mori

    Applied Mechanics and Materials   473   35 - 38   2014年

     詳細を見る

    掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

    This paper proposes a new near-net-shape working method to partially enlarge and control shaft's cross section through a metal mold. This study investigates the changes in the sectional area of shafts during the processing under various processing conditions, and evaluates the changes with a filling ratio. We introduce the processing method and the processing conditions, and then we report the results of processing experiments. Lastly, we clarify that processing conditions influence on the geometry of the processed part. © (2014) Trans Tech Publications, Switzerland.

    DOI: 10.4028/www.scientific.net/AMM.473.35

    Scopus

    researchmap

  • Deformation behaviors of partial diameter-enlargement part worked under combination loading of torsion and pressure 査読

    Xia Zhu, Kei Ji Ogi, Manabu Takahashi, Kazuki Mori, Nagatoshi Okabe

    Applied Mechanics and Materials   473   30 - 34   2014年

     詳細を見る

    掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

    We have proposed a new cold processing method to form a partial diameter-enlargement part in a hollow shaft. Using the processing method, the diameter-enlargement part with a large deformation is formed easily by applying compressive stress at yield stress level and cyclic torsional stress on two ends of specimen. In the present paper, processing experiments were conducted using the processing machine developed originally based on the processing principle, and deformation behaviors on the diameter-enlargement part were measured. In addition, the simulation analysis method in the processing was developed by the finite element method (FEM), the behaviors of stress and strain on processed part were analyzed, and deformation mechanism was investigated. It is clarified that the processing conditions affect the deformation behaviors base on the experiments and analysis. © (2014) Trans Tech Publications, Switzerland.

    DOI: 10.4028/www.scientific.net/AMM.473.30

    Web of Science

    Scopus

    researchmap

  • Fracture-induced amorphization of polycrystalline SiO2 stishovite: nanoscale transformation toughening in the hardest oxide 査読

    Nishiyama Norimasa, Fumihiro Wakai, Hiroaki Ohfuji, Yusuke Tamenori, Hidenobu Murata, Takashi Taniguchi, Masafumi Matsushita, Manabu Takahashi, Eleonora Kulik, Kimiko Yoshida, Kouhei Wada, Jozef Bednarcik, Tetsuo Irifune

    Scientific Reports   4   6558   2014年

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1038/srep06558

    researchmap

  • Estimation of foreign-object damage to silicon carbide plates by silicon nitride spherical projectiles

    Manabu Takahashi, Shigeki Yashiro, Keiji Ogi, Nagatoshi Okabe

    20TH EUROPEAN CONFERENCE ON FRACTURE   3   83 - 89   2014年

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)   出版者・発行元:ELSEVIER SCIENCE BV  

    This study experimentally and numerically investigated the damage extension of a brittle monolithic silicon carbide plate in response to the high speed impact of a projectile. An out-of-plane impact of a silicon nitride sphere with a velocity of 50 to 600 m/s induced multiple ring cracks on the contact surface. A crater, a cone crack, and a median crack were observed in the cross section under the contact point. The generation and extension of the damage were numerically studied based on linear fracture mechanics. A dynamic stress analysis using the finite element method demonstrated that the distribution of the principal axis corresponding to the maximum principal stress aligned radically from the contact point to induce a circular crack on the surface. (C) 2014 Published by Elsevier Ltd.

    DOI: 10.1016/j.mspro.2014.06.017

    Web of Science

    researchmap

  • Fatigue damage in diameter-enlargement part formed by cyclic bending and axial compressive Load

    Xia Zhu, Kenichiroh Hosokawa, Keiji Ogi, Manabu Takahashi, Nagatoshi Okabe

    20TH EUROPEAN CONFERENCE ON FRACTURE   3   1499 - 1504   2014年

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)   出版者・発行元:ELSEVIER SCIENCE BV  

    We proposed a new cold processing method to partially enlarge the diameter of a shaft with a combination of a cyclic bending load and an axial compressive load that is lower than the yield stress of sample material. We call this cold processing method a diameter-enlargement working method, and call this processed part a diameter-enlargement part. Key features of the processing method are chiefly as follows: the diameter enlargement deformation progresses easily under a low axial compressive load at room temperature; the processed part has little temperature increase, although the processing causes large plastic deformation. We have tested the influence of the processing conditions and the mechanical properties of the sample materials in terms of diameter enlargement deformation behavior. However, little is known about the fatigue damage condition in a diameter enlargement part. Therefore, we carried out processing experiments to clarify crack generation conditions, and simulated working processing using finite element method in order to investigate behaviors of stress and strain during the processing. Furthermore, we evaluated low cycle fatigue damage in the processed part by using the Manson-Coffin expression. This paper clarified the mechanism of crack generation during the processing and evaluates the fatigue strength of the processed part. (C) 2014 Elsevier Ltd.

    DOI: 10.1016/j.mspro.2014.06.242

    Web of Science

    researchmap

  • S45C/Cu/Si<sub>3</sub>N<sub>4</sub>接合体の熱疲労寿命に及ぼす温度範囲および中間層厚さの影響 査読

    攝津暢浩, 松下正史, 高橋学, 水井洸佑, 岡部永年, 大藤弘明

    材料システム   31   43 - 50   2013年3月

     詳細を見る

    記述言語:日本語   出版者・発行元:金沢工業大学材料システム研究所  

    CiNii Books

    J-GLOBAL

    researchmap

  • Synthesis of nanocrystalline bulk SiO2 stishovite with very high toughness 査読

    Norimasa Nishiyama, Satoshi Seike, Teruo Hamaguchi, Tetsuo Irifune, Masafumi Matsushita, Manabu Takahashi, Hiroaki Ohfuji, Yoshio Kono

    SCRIPTA MATERIALIA   67 ( 12 )   955 - 958   2012年12月

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:PERGAMON-ELSEVIER SCIENCE LTD  

    Nanocrystalline bulk stishovite, with pure SiO2 composition, was synthesized under high pressure and temperature. We found that this material has an extremely high fracture toughness (similar to 13 MPa m(1/2)), nearly eight times higher than that of stishovite single crystal. The measured Vickers hardness of this material was similar to 29 GPa and stishovite is known to be one of the hardest oxides. This new material has potential to be used for industrial purposes because of its combination of very high hardness and toughness. (C) 2012 Acta Materialia Inc. Published by Elsevier Ltd. All rights reserved.

    DOI: 10.1016/j.scriptamat.2012.08.028

    Web of Science

    Scopus

    researchmap

  • 繰返し熱負荷を受けるCu/AlN複合基板の機械的強度特性 査読

    攝津暢浩, 高橋学, 松下正史, 岡部永年

    材料   61 ( 6 )   530 - 536   2012年6月

     詳細を見る

    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.2472/jsms.61.530

    Scopus

    J-GLOBAL

    researchmap

  • Fracture analysis for ceramic ball in backflow valve 査読

    M. Takahashi, N. Okabe, Y. Abe, K. Fujiki, R. Kanbayashi

    FATIGUE & FRACTURE OF ENGINEERING MATERIALS & STRUCTURES   35 ( 4 )   291 - 300   2012年4月

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:WILEY-BLACKWELL  

    Ceramic balls have been used as components of devices, such as those found in high-pressure pumps for automobiles and industrial machines. In the backflow valve, for example, a ceramic ball is in contact with a conical surface. Fractures of ceramic balls are extremely rare. It is important to investigate the cause of these rare fractures to guarantee higher reliability in the backflow valve. In this paper, the fracture mechanism and strength are discussed for an equivalent normal stress seq beneath the contact region and the maximum principal stress sp near the contact boundary using stress intensity from fracture mechanics. The fracture surface of the ceramic ball was formed perpendicular to load direction. We assumed that fracture origins (defect/crack) existed on lines through three high stresses that analysed by finite element method. Actual fracture of a ceramic ball was found to be caused by the equivalent normal stress beneath contact region and not to be caused by the Hertz principal stress. Stress intensity factor (SIF) was clarified to depend on pressure, taper angle, CrN-coating thickness and the friction factor of the inside of the valve hole. A pre-existing defect size involved in failure was estimated by the SIF using three-dimensional elliptic defects and equivalent normal stress. Therefore, the actual fracture of a ceramic ball, which rarely occurs, could be evaluated by considering three-dimensional elliptic defects and the Weibull distribution of defects.

    DOI: 10.1111/j.1460-2695.2011.01619.x

    Web of Science

    Scopus

    researchmap

  • Influence of brazing filler metal diffusion on the mechanical strength of SUS304/Cu/Si 3N 4 Composite 査読

    Nobuhiro Settsu, Masafumi Matsushita, Manabu Takahashi, Masaki Tanimoto, Hiroaki Ohfuji

    Zairyo/Journal of the Society of Materials Science, Japan   61 ( 2 )   197 - 202   2012年2月

     詳細を見る

    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    The effects of brazing filler metal diffusion on the mechanical strength of a ceramic/metal composite are described. First, a specimen of a SUS304/Cu/Si 3N 4 system, including brazing filler metals of AgCu and/or AgCuTi, was prepared by brazing in a vacuum furnace. Next, the vicinity of the joint parts was observed using field emission scanning electron microscopy. The brazing filler metals were found to diffuse into the Cu interlayer and ramify. In addition, a crack due to thermal stress resulting from a mismatch in thermal contraction between the materials present was observed around the AgCuTi/Si 3N 4 boundary. Energy-dispersive X-ray spectroscopic analysis revealed that Ag atoms diffused into the Cu interlayer to form the solid solutions of Ag and Cu. Micro-Vickers hardness tests were conducted on the surface of the Cu interlayer in order to examine the effects of brazing alloy diffusion on the hardening of the Cu interlayer. It was found that the diffusion of the brazing filler metals enhanced the hardness of the Cu interlayer. Finally, numerical simulations were performed to verify the increase in thermal stress due to hardening of Cu, and this behavior was discussed using simple equations. The results of the experiments and numerical simulations showed that the mechanical strength of the SUS304/Cu/Si 3N 4 composite is subjected to the diffusion of brazing filler metals. © 2012 The Society of Materials Science Japan.

    DOI: 10.2472/jsms.61.197

    Scopus

    researchmap

  • Fatigue strength of shaft with diameter enlarged partially by cyclic bending and axial compressive loading 査読

    Xia Zhu, Nagatoshi Okabe, Keiji Ogi, Manabu Takahashi

    Applied Mechanics and Materials   217-219   2346 - 2350   2012年

     詳細を見る

    掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

    This paper experimentally and analytically investigates the fatigue strength and of mechanical damage of the processed shafts. First, we carry out rotary bending fatigue tests and investigate the fatigue stgate strain hardening near the processed part. Finally, we simulate stress and strain distributions of the shaft during the processing using finite element method (FEM) and calculate the stress concentration rate at the notch root of the processed part. Based on the processing experiments and the finite element analyses (FEA), we clarify that the plastic work mechanically does not reduce the fatigue strength of shafts in the processing range. © (2012) Trans Tech Publications, Switzerland.

    DOI: 10.4028/www.scientific.net/AMM.217-219.2346

    Web of Science

    Scopus

    researchmap

  • S45C/Cu/Si<sub>3</sub>N<sub>4</sub>複合材料の機械的特性に及ぼす熱負荷条件の影響 査読

    攝津暢浩, 高橋学, 松下正史, 黄木景二, 堤三佳

    材料   61 ( 3 )   292 - 298   2012年

     詳細を見る

    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.2472/jsms.61.292

    Scopus

    J-GLOBAL

    researchmap

  • 熱負荷を受けるS45C/Cu/Si<sub>3</sub>N<sub>4</sub>接合体の疲労損傷および機械的特性

    攝津暢浩, 岡部永年, 高橋学, 松下正史

    日本機械学会M&amp;M材料力学カンファレンス(CD-ROM)   2012   ROMBUNNO.GS06   2012年

     詳細を見る

    記述言語:日本語  

    J-GLOBAL

    researchmap

  • 焼入れ炭素鋼の焼前れ発生に関する破壊力学的検討

    田中大樹, 高橋学

    日本機械学会M&amp;M材料力学カンファレンス(CD-ROM)   2012   ROMBUNNO.PS36   2012年

     詳細を見る

    記述言語:日本語  

    J-GLOBAL

    researchmap

  • Empirical models for matrix cracking in a CFRP cross-ply laminate under static- and cyclic-fatigue loadings 査読

    Keiji Ogi, Manabu Takahashi, Shigeki Yashiro

    Polymer Composites   32 ( 10 )   1652 - 1660   2011年10月

     詳細を見る

    掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    This paper presents empirical models for predicting matrix crack density in a carbon fiber reinforced plastic (CFRP) cross-ply laminate under static-fatigue and cyclic-fatigue loadings. First, a modified slow crack growth (SCG) law, that covers the whole range of stress ratio R of tension-tension fatigue (0 ≤ R a;circ 1), was proposed. The modified SCG law and three conventional SCG laws were then combined with Weibull's probabilistic failure concept for predicting fatigue matrix crack density in a cross-ply laminate. Matrix crack density was expressed as a function of R, the maximum stress in the transverse ply and the number of cycles. Next, fatigue tests were performed for R of 0, 0.2, 0.4, 0.6, and 1 to determine the applicability of these four models. Finally, constant fatigue life (CFL) diagrams were investigated based on the modified model. © 2011 Society of Plastics Engineers.

    DOI: 10.1002/pc.21192

    Scopus

    researchmap

  • 肝臓の応力緩和挙動に及ぼす流体特性の影響 査読

    高橋学, 黄木景二, 松枝正樹

    金沢工業大学材料システム研究所材料システム   29   47 - 52   2011年1月

     詳細を見る

    記述言語:日本語   出版者・発行元:金沢工業大学材料システム研究所  

    CiNii Books

    J-GLOBAL

    researchmap

  • Prediction of residual strength after thermal shock in ceramics 査読

    Shinya Matsuda, Keiji Ogi, Manabu Takahashi, Takushi Onoue

    Nihon Kikai Gakkai Ronbunshu, A Hen/Transactions of the Japan Society of Mechanical Engineers, Part A   77 ( 773 )   126 - 133   2011年

     詳細を見る

    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    This paper aims at quantitative evaluation of residual strength after thermal shock in ceramics. First, a model predicting the residual strength from Young&#039;s modulus or crack density after thermal shock was established using a fracture mechanics approach. Next, thermal shock tests were carried out for porous SiC and soda glass. The residual strength and Young&#039;s modulus of both materials after thermal shock were measured. Then, the crack density of soda glass also was estimated by observing residual cracks on the surface. The experimental results were compared with the predictions to verify the validity of the model. The model exhibits good agreement with the experimental results. © 2011 The Japan Society of Mechanical Engineers.

    DOI: 10.1299/kikaia.77.126

    Scopus

    researchmap

  • セラミックスのための熱衝撃後の残存強度予測 査読

    松田伸也, 黄木景二, 高橋学, 尾上拓史

    日本機械学会   77 ( 773 )   126 - 133   2011年

     詳細を見る

    記述言語:日本語  

    DOI: 10.1299/kikaia.77.126

    J-GLOBAL

    researchmap

  • セラミック球の斜め接触によるリングクラック発生強度特性

    高橋学, 重吉正志, 仲田知裕, 小松純任

    日本機械学会M&amp;M材料力学カンファレンス(CD-ROM)   2010   ROMBUNNO.6   2010年10月

     詳細を見る

    記述言語:日本語  

    J-GLOBAL

    researchmap

  • Fracture strength distribution of porous ceramics under quasi-static load 査読

    Shinya Matsuda, Manabu Takahashi

    ENGINEERING FRACTURE MECHANICS   77 ( 13 )   2601 - 2609   2010年9月

     詳細を見る

    記述言語:英語   出版者・発行元:PERGAMON-ELSEVIER SCIENCE LTD  

    The purpose of this paper is to estimate the fracture strength distribution of porous ceramics under quasi-static load. Four-point bending test was performed for SiC-porous ceramics at room temperature under quasi-static load. Fracture strength distributions obtained in the above test were estimated with the aid of a conventional probabilistic time-dependent fracture model on the basis of the slow crack growth concept in conjunction with two-parameter Weibull distribution. The results showed that the estimated fracture strength distribution curves were not in good agreement with the experimental data at stress rates. Porous ceramics have damage-tolerable property due to failure of a lot of grain boundaries. Therefore, this is because the dispersion of applied stress was not considered in the conventional model. A new probabilistic time-dependent fracture model considered the dispersion of applied stress was proposed based on Markov process in conjunction with local load sharing rule. The fracture strength distribution curves estimated the aid of the new model were in reasonably good agreement. (C) 2010 Elsevier Ltd. All rights reserved.

    DOI: 10.1016/j.engfracmech.2010.06.005

    Web of Science

    researchmap

  • Simulation of Deformation Behavior of Shaft’s Cross Section Partially Enlarged and Controlled by Cyclic Bending and Axial Compressive Loading through Metal Mold 査読

    Xia Zhu, Nagatoshi Okabe, Manabu Takahashi, Keiji Ogi, Fumiaki Ikuta, Yoshitaka Kuwahara

    Proceedings of the 9th World Congress on Computational Mechanics and 4th Asian Pacific Congress on Computational Mechanics   XX ( XX )   DVD   2010年7月

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

    researchmap

  • 肝臓組織の損傷挙動に及ぼす負荷速度の影響 査読

    高橋学, 黄木景二, 田中大介

    日本機械学会日本機械学会論文集A編   76 ( 765 )   625 - 630   2010年5月

     詳細を見る

    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1299/kikaia.76.625

    Scopus

    J-GLOBAL

    researchmap

  • Experimental characterization of high-speed impact damage behavior in a three-dimensionally woven SiC/SiC composite 査読

    Keiji Ogi, Tomonaga Okabe, Manabu Takahashi, Shigeki Yashiro, Akinori Yoshimura, Toshio Ogasawara

    Composites Part A: Applied Science and Manufacturing   41 ( 4 )   489 - 498   2010年4月

     詳細を見る

    掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    This paper discusses high-speed impact damage in a three-dimensionally woven SiC/SiC composite (3D-CMC). The impact damage was introduced by a steel ball projectile in 3D-CMC plates with and without thermal exposure. The surface and internal damages were observed by optical microscopy and X-ray CT. A crater was observed on the collision surface. The X-ray CT measurement revealed that multiple pyramid-shaped cone cracks were generated beneath the crater when the impact speed was relatively low. At an impact speed exceeding the critical speed, a spall fragment was ejected from the back surface, while no internal damage was observed in the fragment. The spall fracture mode differed between the virgin and the thermally-exposed specimens. This difference is the result of embrittlement of the fiber/matrix interface due to oxidation of the carbon coating layer in the thermally-exposed specimen. In addition, it is found that z-yarns improve impact resistance by constraining delamination. © 2009 Elsevier Ltd. All rights reserved.

    DOI: 10.1016/j.compositesa.2009.12.005

    Web of Science

    Scopus

    researchmap

  • 確率的SCGモデルに基づくトランスバースクラックに対する疲労限度線図 査読

    黄木 景二, 高橋 学

    日本複合材料学会日本複合材料学会誌   36 ( 4 )   129 - 137   2010年

     詳細を見る

    記述言語:日本語   出版者・発行元:JAPAN SOCIETY FOR COMPOSITE MATERIALS  

    The purpose of the present study is to obtain the fatigue limit diagram (FLD) and S-N diagram (SND) for transverse cracking in fiber reinforced plastic laminates under fatigue loading on the basis of the probabilistic slow crack growth (SCG) model. First, the deterministic and probabilistic FLD and SND were discussed for formulation. Next, the transverse crack density ρ was measured against number of cycles for various stress ratios <i>R</i> at a constant maximum stress to experimentally determine the parameters associated with the probabilistic SCG model. Finally, the FLD and SND were derived from the relationship among, ρ, <i>R</i> and fatigue life using the above parameters.

    DOI: 10.6089/jscm.36.129

    CiNii Books

    researchmap

    その他リンク: https://jlc.jst.go.jp/DN/JALC/00354605241?from=CiNii

  • Numerical and experimental characterization of high-speed impact damage in CFRP unidirectional and cross-ply laminates 査読

    K. Ogi, S. Yashiro, M. Takahashi, A. Yoshimura

    7th Asian-Australasian Conference on Composite Materials 2010, ACCM 2010   1   261 - 264   2010年

     詳細を見る

    掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

    This paper aims at characterizing the high-speed impact damage behavior in CFRP unidirectional (UD) and cross-ply (CP) laminates. First, high-speed (~ 400 m/s) impact damage was introduced by collision of a flying steel sphere (projectile) to CFRP plates with the use of an electric heat gun. The surface and internal damages of the CFRP specimens were observed by using optical microscopy together with radiography. The damage process model was then established on the basis of the experimental result. Next, the dynamic finite element analysis was performed to simulate the damage process. Cohesive elements were introduced in the analysis to express the initiation and propagation of delamination while the maximum stress fracture criteria were employed to express another type of damage such as tensile, compressive and shear failure of the elements. Finally, the simulation was compared with the experimental results to understand the damage evolution mechanism.

    Scopus

    researchmap

  • セラミック軸受球の静・動的接触強度特性 査読

    高橋 学, 鍛治川 晋也, 松田 伸也, 黄木 景二, 岡部 永年

    材料   58 ( 4 )   338 - 344   2009年4月

     詳細を見る

    掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.2472/jsms.58.338

    Scopus

    researchmap

  • A probabilistic static fatigue model for transverse cracking in CFRP cross-ply laminates 査読

    Keiji Ogi, Shigeki Yashiro, Manabu Takahashi, Shinji Ogihara

    Composites Science and Technology   69 ( 3-4 )   469 - 476   2009年3月

     詳細を見る

    掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    This paper presents a delayed-fracture model for transverse cracking in CFRP cross-ply laminates under static fatigue loading. First, a delayed-fracture model for a crack in a brittle material was established on the basis of the slow crack growth (SCG) concept in conjunction with a probabilistic fracture model using the three-parameter Weibull distribution. Second, the above probabilistic SCG model was applied to transverse cracking in cross-ply laminates under static fatigue loading. The stress and the length of the unit element in the transverse layers were calculated with the aid of a shear-lag analysis, taking the residual stress into account. The transverse crack density was expressed as a function of applied stress and time with the parameters in the Paris law and the Weibull distribution function specified, in addition to the mechanical and geometrical properties. Unknown parameters were determined from experiment data gathered in static tensile and static fatigue tests. The reproduced transverse crack density at various applied loads agreed well with the experiment results. © 2008 Elsevier Ltd. All rights reserved.

    DOI: 10.1016/j.compscitech.2008.11.023

    Web of Science

    Scopus

    researchmap

  • Fracture strength behavior for ceramics/metal jointing structure due to varying amount of metal brazing alloy 査読

    N. Settsu, M. Takahashi, N. Okabe, K. Ogi, X. Zhu

    12th International Conference on Fracture 2009, ICF-12   8   6069 - 6078   2009年

     詳細を見る

    掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

    The strength reliability of the ceramics/metal joints in the vacuum interrupters was studied focusing on the thermal stress around the ceramics/metal joints due to mismatch of thermal expansion coefficients between ceramics and metal. It was found from the experiment results that the residual strength of the joint depends on the amount of metal brazing alloy used as a jointing material. Firstly, in the present work, the thermal stress around the ceramics/metal joints was calculated using finite element analysis. Next, the effect of the amount of metal brazing alloy on the residual strength of the joint was investigated on the basis of a fracture mechanical approach. Finally, the amount of metal brazing alloy minimizing the strength reduction of the joint is determined using the results of the numerical analysis.

    Scopus

    researchmap

  • 740 熱電モジュールの熱疲労寿命の向上(疲労寿命・評価,疲労損傷の機構解明と評価,オーガナイスドセッション1)

    摂津 暢浩, 高橋 学, 黄木 景二, 出口 智也, 岡部 永年, 土肥 俊介, 堤 三佳

    学術講演会講演論文集   58   429 - 430   2009年

     詳細を見る

    記述言語:日本語   出版者・発行元:日本材料学会  

    CiNii Books

    researchmap

  • J0103-1-1 電子デバイス接合体の破壊強度に及ぼすせん断負荷の影響(電子情報機器,電子デバイスの強度・信頼性評価と熱制御(1))

    高橋 学, 重本 丈治, 攝津 暢浩, 黄木 景二

    年次大会講演論文集   2009   47 - 48   2009年

     詳細を見る

    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人日本機械学会  

    Shear loading tests were executed to ceramics/metal joints used for an electronic device in various temperatures and loading rates. Fracture origin of the joints is formed from ceramics of interfacial neighborhood. According to FEM analysis, it is clarified that the driving force for the failure is not a shear stress but a tensile stress. The tensile stress dramatically decreases from just beneath the surface to interior portion. Slow crack growth behavior in nominal shear stress was estimated using fracture mechanics in the different conditions of loading rates.

    DOI: 10.1299/jsmemecjo.2009.6.0_47

    CiNii Books

    researchmap

  • 損傷許容性発現先進気孔型SiCの球圧子押込みによるリングクラック発生強度特性 査読

    松田伸也, 高橋学, 松下正史, 岡部永年, 大藤弘明

    日本材料学会材料   57 ( 11 )   1138 - 1145   2008年11月

     詳細を見る

    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.2472/jsms.57.1138

    Scopus

    J-GLOBAL

    researchmap

  • セラミックス/金属接合部材のせん断破壊挙動

    重本丈治, 高橋学, 松田伸也, 井川貴史

    日本機械学会M&amp;M材料力学カンファレンス(CD-ROM)   2008   ROMBUNNO.GS0707   2008年9月

     詳細を見る

    記述言語:日本語  

    J-GLOBAL

    researchmap

  • 損傷許容発現先進無気孔型SiCの熱衝撃破壊特性 査読

    松田 伸也, 高橋 学, 尾上 拓史, 黄木 景二, 松下 正史, 岡部 永年, 大藤 弘明

    日本機械学會論文集. A編 = Transactions of the Japan Society of Mechanical Engineers. A   74 ( 8 )   1156 - 1163   2008年8月

     詳細を見る

    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:一般社団法人日本機械学会  

    In the present study, quench tests were carried out to characterize the fracture behavior of advanced pore-free SiC with damage tolerance during thermal shock. The residual strength of specimens after the quench tests was also measured. It is found that the critical temperature difference and the decrease in residual strength of this material are larger than those of conventional SiC. This is because the fracture is dominated only by flaw size since the wake zone is not generated during thermal shock with high strain rate. The critical temperature difference as well as the crack propagation is calculated with the aid of the unified theory of thermal shock.

    DOI: 10.1299/kikaia.74.1156

    Scopus

    researchmap

  • 損傷許容性発現先進無気孔型SiCの強度特性に対する負荷速度依存性の検討 査読

    松田伸也, 高橋学, 岡部永年

    日本材料学会材料   57 ( 3 )   292 - 296   2008年3月

     詳細を見る

    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.2472/jsms.57.292

    Scopus

    researchmap

  • Study for the origin of fracture of advanced pore-free silicon carbide with damage tolerance 査読

    Shinya Matsuda, Masafumi Matsushita, Manabu Takahashi, Hiroaki Ohfuji, Nagatoshi Okabe

    JOURNAL OF THE CERAMIC SOCIETY OF JAPAN   116 ( 1349 )   126 - 129   2008年1月

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:CERAMIC SOC JAPAN-NIPPON SERAMIKKUSU KYOKAI  

    It had been well known that the fracture of SiC manufactured by conventional reaction sintering method was caused by one of the pores in that. However, according to the recent studies, pore free SiC. so called APF-SiC was developed by improvement of reaction sintering method. As the result, the strength and the damage tolerance ability rise and then the cause of fracture of APF-SiC changed from pores to something else. Therefore we have investigated fracture surface of APF-SiC by using FE-SEM and EDS in order to demonstrate the cause of fracture. As the result, we found the inclusion that consisted of allotropes of Carbon covered with very thin SiO2 and SiN layer. And the size of the inclusion is ten times larger than that of SiC grain. Considering from present results, the inclusion is the one of the cause of fracture of APF-SiC.

    DOI: 10.2109/jcersj2.116.126

    Web of Science

    Scopus

    researchmap

  • Strength Property and Mechanics Model of Ring Crack Initiation caused by Sphere Indentation in Dense Ceramics with Damage Tolerance Ability

    57 ( 11 )   1138 - 1145   2008年

     詳細を見る

  • 719 セラミック球-球接触によるリングクラック発生強度特性(セラミックス材料I,一般セッション)

    高橋 学, 鍛治川 晋也, 岡部 永年

    学術講演会講演論文集   57   449 - 450   2008年

     詳細を見る

    記述言語:日本語   出版者・発行元:日本材料学会  

    CiNii Books

    researchmap

  • 1442 マルコフ過程で表現した確率モデルによる損傷許容性セラミックス材料の強度分布特性評価(S07-1 セラミックスおよびセラミックス系複合材料I,21世紀地球環境革命の機械工学:人・マイクロナノ・エネルギー・環境)

    松田 伸也, 高橋 学, 黄木 景二, 岡部 永年

    年次大会講演論文集   2008   291 - 292   2008年

     詳細を見る

    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人日本機械学会  

    In the present study, 4-point bending test was carried out by using porous ceramics to investigate statistical properties of damage-tolerant ceramics. Distribution of the bending strengths plotted on a Weibull probability paper was nonlinear and was very similar to superposed distribution. Consequently, the bending strength distribution was analyzed by cluster fracture probabilistic model with the basis of Markov process assuming the LLS rule. It is found that the probabilistic model agreed well than the 2-parameter Weibull distribution. Therefore this indicates that the bending strength distribution controls cluster size.

    DOI: 10.1299/jsmemecjo.2008.1.0_291

    CiNii Books

    researchmap

  • Evaluation and 3D-FEM Analysis for Contact Strength of Ceramic Plate in Contact with a Round Bar 査読

    Yutaka ABE, Manabu TAKAHASHI, Xia ZHU, Nagatoshi OKABE

    Journal of Solid Mechanics and Materials Engineering   1 ( 4 )   490 - 497   2007年4月

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:The Japan Society of Mechanical Engineers  

    Stress distributions beneath the contact surface of ceramic plat in contact with round bar were analyzed by 3-D FEM. On the basis of analytical results, the contact strength was evaluated by considering varied sizes and positions of pre-existing defects from a viewpoint of fracture mechanics. The contact rupture occurs from a surface defect that pre-exists in the vicinity of the edge of the plate. If we posit the premise that a defect size and a distance from contact boundary to its defect, the contact rapture load can be evaluated by using the proposed equation.

    DOI: 10.1299/jmmp.1.490

    researchmap

  • Si粒子分散による先進無気孔型SiCの破壊特性

    松田 伸也, 高橋 学, 岡部 永年

    日本機械学会日本機械学会論文集 A編   73 ( 732 )   926 - 933   2007年

     詳細を見る

    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人日本機械学会  

    Advanced pore-free SiC (APF-SiC) with uniformly dispersing metal Si particle was developed by new process of manufacture. This ceramic material was investigated for mechanical properties and fracture behavior by evaluating tests such as 4-point bending, static fatigue and indentation at room temperature. It was found that bending strength of APF-SiC indicates about two times of strength for usual reaction-sintering SiC (RS-SiC). In addition, their mechanical properties (such as Poisson's ratio and Fracture toughness) are nearly equal. However, as for Weibull modulus and Young's modulus APF-SiC became smaller than RS-SiC. It is considered to be due to difference of their fracture mechanics. APF-SiC has the dispersing metal silicon particles of about 100 nm instead of the potential defects. As the load given to a specimen increases, a lot of cracks continues to occur in the boundary between metal silicon and silicon carbide and so the strain energy in and around them is released. Some clusters are formed by uniting some cracks. When maximum stress intensity factor around the cluster reached to a critical value, macroscopic fracture occurred with fracturing from some places at same time. The scatter as well as the fracture strength depends on the size of a cluster. In the static fatigue test of APF-SiC, the time dependence was not recognized in fracture strength. In addition, all experimental values obtained were more than the average of bending strength. This fracture strength property can be explained by a conceptual model that the cracks due to a constant bending load had stopped initiating and started uniting on releasing the energy around the cluster of many cracks.

    DOI: 10.1299/kikaia.73.926

    CiNii Books

    researchmap

    その他リンク: https://jlc.jst.go.jp/DN/JALC/00299465955?from=CiNii

  • 2743 先進無気孔型SiCの基礎的特性に及ぼす温度の影響 : 熱衝撃破壊特性(S18-1 セラミックス(1),S18 セラミックスおよびセラミックス系複合材料)

    松田 伸也, 高橋 学, 黄木 景二, 松下 正史, 尾上 拓隻, 林 浩平, 大藤 弘明, 岡部 永年

    年次大会講演論文集   2007   647 - 648   2007年

     詳細を見る

    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人日本機械学会  

    Advanced Pore-Free SiC (APF-SiC) with super-high strength is expected to be used as engineering structural materials since it has damage tolerance ability by preceding failure of metallic silicon particles In the present study, thermal shock tests of this material were carried out to characterize the fracture behavior. The residual strength after thermal shock was also measured. It is found that the critical temperature difference ΔT_c of this material is larger than that of conventional SiC due to smaller size of pre-existing flaws. As the result, the validity of the Griffith's theory was experimentally confirmed. In addition, the damage tolerance behavior in thermal-shocked materials is not observed because the metallic silicon particles may he failed by thermal shock.

    DOI: 10.1299/jsmemecjo.2007.1.0_647

    CiNii Books

    researchmap

  • Damage behaviors of a ceramic plate due to collision of a flying sphere 査読

    Manabu Takahashi, Keiji Ogi, Nagatoshi Okabe, Yohsuke Akizuki, Shirou Shibazaki

    Nihon Kikai Gakkai Ronbunshu, A Hen/Transactions of the Japan Society of Mechanical Engineers, Part A   72 ( 12 )   2045 - 2049   2006年12月

     詳細を見る

    掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    The impact damage in a silicon carbide plate caused by a collision of a silicon nitride sphere was characterized through microscopic observations as well as an analysis based on the Hertz's contact theory. The experimental results in the impact tests were compared with those in the quasi-static indentation tests. It was proved that the minimum and maximum radii of multiple ring cracks increased with increasing speed or maximum collision load, and that the corn crack growth also had the collision speed-dependency. The maximum radius of the ring crack agreed well with a theoretical one which was derived based on the Hertz's theory while the minimum radius of the ring crack becomes smaller than theoretical one at high collision speeds where the sphere was broken into pieces due to impact load. It was presumed from the analysis that a ring crack with a minimum radius was generated when the collision load reached 40% of the maximum one.

    Scopus

    researchmap

  • Development of reformative surgery method using partial freezing for the liver

    M. Takahashi, S. Nomura, M. Jindai, S. Shibata, X. Zhu, Y. Watanabe, K. Kawachi, N. Okabe

    JOURNAL OF BIOMECHANICAL ENGINEERING-TRANSACTIONS OF THE ASME   128 ( 6 )   862 - 866   2006年12月

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:ASME-AMER SOC MECHANICAL ENG  

    To minimize surgical stresses including blood loss and operation time to the patients during hepatic resection, we studied the feasibility of a combination of a partial liver freezing technique and shape-memory alloy, which also enables a free-designed resection curve. In this surgical procedure, the region surrounding a tumor in the liver is frozen to excise and prevent hemorrhage. The liver was frozen by a Peltier module. The effects of cooling rate and freezing temperature on the excision force that arise between a scalpel and the liver are carried out experimentally as a basic research for partial freezing surgical procedures. A porcine liver was used as a liver sample. The physical properties were estimated by using the finite element method based on the heat transfer characteristics of the liver. Isolation of the liver was conducted using a scalpel attached to the end-effector of a 3 degrees of freedom robot. In the experiments, the minimum excision force was obtained at a temperature between 272 K and 275 K; therefore, it is preferable that the liver be excised within this temperature range. Lowering of the cooling rate decreases the excision force even if the temperature of the liver remains unchanged. The lower the temperature of the liver is, the larger the increment rate of excision force is with regard to the cooling rate.

    DOI: 10.1115/1.2244577

    Web of Science

    Scopus

    PubMed

    researchmap

  • Contact Strength Analysis of Ceramic Plate Subjected to Contact Load with Ball or Round Bar

    Yutaka Abe, Nagatoshi Okabe, Manabu Takahashi, Xia Zhu

    Proceedings of Asian Symposium on Materials and Processing 2006   * ( * )   **-**   2006年11月

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

    researchmap

  • Development of New Diameter Expansion Processing Method for Hollow Shaft Under Load Conditions Combined Twist and Compression 査読

    Xia Zhu, Nagatoshi Okabe, Kazuki Mori, Manabu Takahashi, Tadashi Iura

    Proceedings of Asian Symposium on Materials and Processing 2006   * ( * )   2006年11月

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

    researchmap

  • セラミックスの接触強度に及ぼす丸棒接触および水平力の影響

    阿部 豊, 岡部 永年, 高橋 学

    日本機械学会論文集,A編   72 ( 724 )   2038 - 2044   2006年

     詳細を見る

    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人日本機械学会  

    Ceramics strength under a contact stress with horizontal force was analyzed using finite element method. When ceramic plate was compressed with a ball or round bar, it was found that the occurring position of a surface crack under the compressive condition by round bar becomes further from the contact boundary compared with that by a ball. On the other hand, the surface crack taking part in failure becomes larger. The maximum contact stress and maximum stress intensity factor at tip of a surface flaw slightly outside contact boundary become larger with increasing of horizontal force. And the position of their maximum value approaches the contact boundary. As seen in experimental results, the surface crack ocurrence position was found to approach the contact boundary with increasing of horizontal force.

    DOI: 10.1299/kikaia.72.2038

    CiNii Books

    researchmap

    その他リンク: https://jlc.jst.go.jp/DN/JALC/00289044139?from=CiNii

  • 飛翔球衝突によるセラミック平板の損傷挙動

    高橋 学, 黄木 景二, 岡部 永年, 秋月 洋輔, 柴崎 司郎

    日本機械学会論文集A編   72 ( 724 )   2045 - 2049   2006年

     詳細を見る

  • セラミックス/金属接合部品の残存接合強度に及ぼす接合構造の影響

    朱 霞, 岡部 永年, 高橋 学, 中橋 昌子

    日本材料学会材料   54 ( 7 )   741 - 747   2005年7月

     詳細を見る

    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.2472/jsms.54.741

    Scopus

    researchmap

  • 圧縮負荷下における肝臓の機械的性質

    高橋 学, 黄木 景二, 田中 大介, 中西 高英, 渡部 祐司, 岡部 永年

    日本機械学会論文集. A編 = Transactions of the Japan Society of Mechanical Engineers. A   71 ( 2 )   353 - 358   2005年2月

     詳細を見る

    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:一般社団法人日本機械学会  

    Compressive tests were carried out to measure the mechanical properties such as Young&#039;s modulus and strength of a pig&#039;s liver. There is no evidence showing macroscopic anisotropy in the liver although blood vessels were distributed in a quasi transversely isotropic array. Compression tests of the liver specimens which are not mechanically constrained gave more accurate stress-strain behavior rather than those of the constrained specimens. The Young&#039;s modulus and yield stress of a fresh live within 12 h after the slaughter are almost constant regardless of the presence of physiology brine solution. The intestine membrane has higher Young&#039;s modulus and maximum strength (or yield stress) than internal tissue of the liver. However, strain for crack initiation of the membrane is almost equal to yield strain of the internal tissue. Yield strain is used as a valid parameter which evaluates mechanical damage of the liver. The tangent modulus of the liver which shows viscoelastic phenomena can he approximated by a binomial function. This function can he applied to not only an soft tissue under compressive loading but also a stiffer membrane loaded in tension.

    Scopus

    researchmap

  • プラスチック製止血帯を用いた軟器官の変形シミュレーション

    黄木 景二, 高橋 学, 渡部 祐司

    金沢工業大学材料システム研究所材料システム   23   55 - 59   2005年

     詳細を見る

    記述言語:日本語   出版者・発行元:金沢工業大学材料システム研究所  

    CiNii Books

    researchmap

  • 534 肝臓圧縮特性による変位速度の影響(GS-15 : 軟組織(1))

    田中 大介, 高橋 学, 黄木 景二, 草川 明訓, 岡部 永年

    バイオエンジニアリング学術講演会・セミナー講演論文集   2004   409 - 410   2005年

     詳細を見る

    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人日本機械学会  

    DOI: 10.1299/jsmebs.2004.17.0_409

    CiNii Books

    researchmap

  • 532 肝臓止血器具の形状および材質の検討(GS-15 : 軟組織(1))

    中西 高英, 高橋 学, 黄木 景二, 岡部 永年

    バイオエンジニアリング学術講演会・セミナー講演論文集   2004   405 - 406   2005年

     詳細を見る

    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人日本機械学会  

    DOI: 10.1299/jsmebs.2004.17.0_405

    CiNii Books

    researchmap

  • 533 局部凍結における豚肝臓の熱物性値の検討(GS-15 : 軟組織(1))

    横石 都慶, 高橋 学, 黄木 景二, 小椎尾 一成, 岡部 永年

    バイオエンジニアリング学術講演会・セミナー講演論文集   2004   407 - 408   2005年

     詳細を見る

    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人日本機械学会  

    DOI: 10.1299/jsmebs.2004.17.0_407

    CiNii Books

    researchmap

  • セラミックスの球 : 平板接触によるリングクラック発生強度特性

    高橋 学, 岡部 永年, 朱 霞, 松井 實

    工学ジャーナル   4   1 - 9   2004年3月

     詳細を見る

    記述言語:日本語   出版者・発行元:愛媛大学  

    Fracture mechanics based considerations were made for investigating the ring-crack formation of ceramic plates contacted with a ceramic sphere under a combined normal and tangential indentation load. The intrnsic tensile strength of the ceramic plate did not dictate the onset of ring-crack formation. The size of pre-existing defects (being less than one micron) that may result in the ring-crack initiation were somwhat smaller than the grain size of the ceramic plate. On the other hand, the stress gradient induced beneath the contact was significantly dependent on the contact angle of normal/tangential combined load; when the contact angle is increased, the mean dimension of defects which lead to ring-crack initiation becomes large, whereas the location of the induced crack is progressively away of the contact circle. The stress gradient induced beneath the contact was taken into account for calculating the stress intensity factor of the pre-existing surface defect. The fracture toughness value thus estimated for the ceramic plates satisfactorily predicted the onset of ring-crack formation of all the ceramic plates examined.

    CiNii Books

    researchmap

  • セラミックスの球-平板接触によるリングクラック発生強度特性

    高橋 学, 岡部 永年, 朱 霞, 松井 實

    材料 = JOURNAL OF THE SOCIETY OF MATERIALS SCIENCE, JAPAN   53 ( 10 )   1149 - 1155   2004年

     詳細を見る

    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:社団法人日本材料学会  

    Fracture mechanics based considerations were made for investigating the ring-crack formation of ceramic plates contacted with a ceramic sphere under a combined normal and tangential indentation load. The intrnsic tensile strength of the ceramic plate did not dictate the onset of ring-crack formation. The size of pre-existing defects (being less than one micron) that may result in the ring-crack initiation were somwhat smaller than the grain size of the ceramic plate. On the other hand, the stress gradient induced beneath the contact was significantly dependent on the contact angle of normal/tangential combined load; when the contact angle is increased, the mean dimension of defects which lead to ring-crack initiation becomes large, whereas the location of the induced crack is progressively away of the contact circle. The stress gradient induced beneath the contact was taken into account for calculating the stress intensity factor of the pre-existing surface defect. The fracture toughness value thus estimated for the ceramic plates satisfactorily predicted the onset of ring-crack formation of all the ceramic plates examined.

    DOI: 10.2472/jsms.53.1149

    Scopus

    researchmap

  • 愛媛大学 医・理・工学連携「医療先端技術研究会」 : 境界学問への挑戦

    高橋 学

    日本機械学会誌   107 ( 1031 )   836 - 836   2004年

     詳細を見る

    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人 日本機械学会  

    CiNii Books

    researchmap

  • ガラスの接触強度と確率論的評価

    高橋 学, 岡部 永年, 泉 直浩

    材料   53 ( 2 )   175 - 181   2004年

     詳細を見る

    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:社団法人日本材料学会  

    Contact strength tests were carried out in soda lime glass plate with a small ceramic sphere. As the ring crack initiation stress changes with increasing the contact angle, the peculiar tensile strength of glass is not applicable as the criterion of initiation strength. Initiation strength including steep stress distribution was discussed from the viewpoint of fracture mechanics. Stress inclination changes with increasing the contact angle. Crack lengths which cause the ring crack initiation are extremely short and a submicron order. The ring crack occurs also even at a position away from the contact circle because stress level is high. Arranging the phenomenon by the stress intensity factor, the ring crack was caused in the fracture toughness value of glass. Therefore, the application of the stress intensity factor is appropriate as the evaluation parameter of the ring crack initiation. Furthermore, a probabilistic evaluation equation can be expressed using stress intensity factor and Weibull modulus in which a contact angle and an effective volume are considered.

    DOI: 10.2472/jsms.53.175

    Scopus

    researchmap

  • Strength estimation of ceramic-metal joints with various interlayer thickness

    M Takahashi, N Okabe, Zhu, X, K Kagawa

    FATIGUE & FRACTURE OF ENGINEERING MATERIALS & STRUCTURES   26 ( 5 )   391 - 398   2003年5月

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:BLACKWELL PUBLISHING LTD  

    Residual stresses generated by the mismatch of thermal expansion coefficients of ceramics and metals affect the strength of ceramic-metal joints. An interlayer metal can be inserted between the ceramic and metal in order to relax this stress. An analysis was carried out of the residual stresses produced during joint-cooling and in 4-point bending tests. The effects of interlayer thickness on ceramic-metal joint strength were then studied by considering a superimposed stress distribution of the residual stress and the bending stress. Finally, joint strength was estimated from fracture mechanics and strength probability analysis by considering the residual stress distribution, defect size and position of pre-existing defects in the ceramic parts. As a result of this study, we suggest an optimum material selection and interlayer thickness for ceramic-metal joint structures. This approach is generally suitable for the design of electrical and mechanical structures.

    DOI: 10.1046/j.1460-2695.2003.00581.x

    Web of Science

    researchmap

  • 916 圧子圧入法による残留応力測定法の補正値に及ぼす材質および応力場の影響

    高橋 学, 岡部 永年, 松田 洋子, 町田 隆志

    年次大会講演論文集   2003   317 - 318   2003年

     詳細を見る

    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人日本機械学会  

    To widely use "Residual stress measurement for engineering ceramics by indentation fracture method" industrially, the investigation of detailed magnification factor is indispensable. The influences stress distribution on magnification factor and application and magnification factor of this measuement to several ceramic materials were was discussed. The magnification factor which were almost equal to JSMS-SD-4-01 were obtained by considering indent load dependency under stress field of uniformal compression. The magnification factor is almost equivalent in both Si_3N_4 and Al_2O_3. On the other hand, the magnification factor increased with increasing indent load under gradient stress field.

    DOI: 10.1299/jsmemecjo.2003.1.0_317

    CiNii Books

    researchmap

  • 915 チップ部品実装構造における残存接着強度と信頼

    岡部 永年, 朱 霞, 高橋 学, 紀井 毅

    年次大会講演論文集   2003   315 - 316   2003年

     詳細を見る

    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人日本機械学会  

    In this research, packaging structures in which chip parts were bonded to the ceramics substrate of Alumina (Al_2O_3) or nitride aluminum (AIN) with electro-conductive adhesive etc. through a thick film conducting electricity, was studied. For the structures, the bonding remaining strength, considered the residual stress caused in a bonding process based on fracture mechanics, was evaluated, and the influences of both the ceramics substrate and the thick film conductor's thermo-physical property on the strength were examined. Moreover, to examine the decrease behavior of the bonding residual strength by heat cycle loads in-service, thermal cycle tests, the verification tests of a peeling strength, and the simulation analyses of those tests were done, and the peeling fracture strength and the fracture life were predicted. As a result, the mechanism of trouble generated in-service is clarified from the viewpoint of fracture mechanics, the validity of remedies is confirmed, and the present research is useful for the new development of the product.

    DOI: 10.1299/jsmemecjo.2003.1.0_315

    CiNii Books

    researchmap

  • THE STRENGTH DEGRADATION BEHAVIOR BY HEAT CYCLIC LOADS IN PACKAGING STRUCTURES OF CHIP PARTS 査読

    X. Zhu, N. Okabe, M. Takahashi, T. Kii

    Proceedings of the 9th International Conference on the Mechanical Behaviour of Materials (ICM9)   CD-ROM   2003年

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)  

    researchmap

  • Probabilistic strength estimation for ceramic-metal joints with various interlayer thicknesses

    M Takahashi, N Okabe, Zhu, X, K Kagawa

    MATERIALS SCIENCE RESEARCH INTERNATIONAL   8 ( 3 )   109 - 115   2002年9月

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:SOC MATERIALS SCIENCE, JAPAN  

    Residual stress generated by thermal expansion coefficient mismatch between ceramic and metal is an important problem affecting the strength of ceramic-metal joints. An interlayer, which is a ductile metal, is often inserted between ceramic and metal in order to relax this residual stress. In this study, the residual stress produced in the joint-cooling process is analyzed and 4-point bending tests are carried out. From the viewpoint of experimental observations and fracture mechanics, the effects of interlayer thickness on joint strength in ceramic/metal joints are discussed considering the superimposed stress distribution of the residual stress and the bending stress. Joint strength is then estimated based on fracture mechanics and fracture probability considering the superimposed stress, crack size and position of pre-existing defects in the ceramics. The optimum interlayer thickness for the present specimen is identified, and the estimation method is extended to the analysis of generic joint strength using normalized strength of ceramic by expressing joint strength in terms of normalized strength considering the scatter of joint strength and the effective volume.

    DOI: 10.2472/jsms.51.9Appendix_109

    Web of Science

    researchmap

  • Probabilistic strength estimation for ceramic-metal joints with various interlayer thicknesses

    M Takahashi, N Okabe, Zhu, X, K Kagawa

    MATERIALS SCIENCE RESEARCH INTERNATIONAL   8 ( 3 )   109 - 115   2002年9月

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:SOC MATERIALS SCIENCE, JAPAN  

    Residual stress generated by thermal expansion coefficient mismatch between ceramic and metal is an important problem affecting the strength of ceramic-metal joints. An interlayer, which is a ductile metal, is often inserted between ceramic and metal in order to relax this residual stress. In this study, the residual stress produced in the joint-cooling process is analyzed and 4-point bending tests are carried out. From the viewpoint of experimental observations and fracture mechanics, the effects of interlayer thickness on joint strength in ceramic/metal joints are discussed considering the superimposed stress distribution of the residual stress and the bending stress. Joint strength is then estimated based on fracture mechanics and fracture probability considering the superimposed stress, crack size and position of pre-existing defects in the ceramics. The optimum interlayer thickness for the present specimen is identified, and the estimation method is extended to the analysis of generic joint strength using normalized strength of ceramic by expressing joint strength in terms of normalized strength considering the scatter of joint strength and the effective volume.

    DOI: 10.2472/jsms.51.9Appendix_109

    Web of Science

    Scopus

    researchmap

  • Reliability of strength and long-term life for ceramics/metal jointing parts under neutron irradiation

    N Okabe, Zhu, X, M Takahashi, M Nakahashi

    MATERIALS SCIENCE RESEARCH INTERNATIONAL   8 ( 3 )   101 - 108   2002年9月

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:SOC MATERIALS SCIENCE, JAPAN  

    The ceramics/metal joints in the airtight seal parts for a neutron detector are studied on the reliability for strength and long-term life. Both functions of airtight and insulation are required for the airtight seal parts, which suffer a very bad influence from a viewpoint of long-term reliability as well as strength, because the residual sum is generated in these joints due to die difference of the thermal expansion coefficient between ceramics and metal. The ceramics subjected to neutron irradiation in-serve occurs in swelling (volume expansion) and decreases in strength. Moreover, the copper interlayer rises in yield sum and hardens with increasing the plastic deformation due to the swelling of ceramics, and so lowers in function for stress relaxation. As a result, not only the internal stress in ceramics increases with passing the time in service, but also the facture strength of ceramics lowers, and finally a delayed fracture occurs at the ceramic/metal joints in the airtight seal parts. Therefore, in our study, the residual stress has been analyzed by a simulation model using FEM so that both mechanisms of the increment in internal stress as well as mechanical damage can be clarified for the ceramic/metal jointing parts subjected to the neutron irradiation over long-term. On the other hand, the strength verification against the ceramic/metal joints are performed through simulation model analyses as well as the virtual tensile tests for small mock up specimens. From a viewpoint of fracture mechanics, the reliability for fracture life as well as strength of the airtight seal parts is discussed statistically considering the scatter of strength for Si3N4.

    DOI: 10.2472/jsms.51.9Appendix_101

    Web of Science

    researchmap

  • セラミックス/金属接合部材の破壊強度データベースと強度解析

    材料   51 ( 1 )   61 - 67   2002年

     詳細を見る

    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.2472/jsms.51.61

    Scopus

    researchmap

  • Reliability of Strength and Long-Term Life for Ceramics/Metal Jointing Parts under Neutron Irradiation 査読

    Nagatoshi Okabe, Xia Zhu, Manabu Takahashi, Masako Nakahashi

    Zairyo/Journal of the Society of Materials Science, Japan   51   101 - 108   2002年

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    The ceramics/metal joints in the airtight seal parts for a neutron detector are studied on the reliability for strength and long-term life. Both functions of airtight and insulation are required for the airtight seal parts, which suffer a very bad influence from a viewpoint of long-term reliability as well as strength, because the residual stress is generated in these joints due to the difference of the thermal expansion coefficient between ceramics and metal. The ceramics subjected to neutron irradiation in-serve occurs in swelling (volume expansion) and decreases in strength. Moreover, the copper interlayer rises in yield stress and hardens with increasing the plastic deformation due to the swelling of ceramics, and so lowers in function for stress relaxation. As a result, not only the internal stress in ceramics increases with passing the time in service, but also the facture strength of ceramics lowers, and finally a delayed fracture occurs at the ceramic/metal joints in the airtight seal parts. Therefore, in our study, the residual stress has been analyzed by a simulation model using FEM, so that both mechanisms of the increment in internal stress as well as mechanical damage can be clarified for the ceramic/metal jointing parts subjected to the neutron irradiation over long-term. On the other hand, the strength verification against the ceramic/metal joints are performed through simulation model analyses as well as the virtual tensile tests for small mock up specimens. From a viewpoint of fracture mechanics, the reliability for fracture life as well as strength of the airtight seal parts is discussed statistically considering the scatter of strength for Si3N4. Key words: Ceramics/Metal Joints, Mechanical Damage, Strength Reliability, Neutron Irradiation, Residual Stress, Swelling, hardening, Fracture toughness, Fracture Life. © 2002, The Society of Materials Science, Japan. All rights reserved.

    DOI: 10.2472/jsms.51.9Appendix_101

    Scopus

    researchmap

  • Probabilistic Strength Estimation for Ceramic-Metal Joints with Various Interlayer Thicknesses 査読

    Manabu Takahashi, Nagatoshi Okabe, Xia Zhu, Ken-ichiro Kagawa

    Zairyo/Journal of the Society of Materials Science, Japan   51   109 - 115   2002年

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Residual stress generated by thermal expansion coefficient mismatch between ceramic and metal is an important problem affecting the strength of ceramic-metal joints. An interlayer, which is a ductile metal, is often inserted between ceramic and metal in order to relax this residual stress. In this study, the residual stress produced in the joint-cooling process is analyzed and 4-point bending tests are carried out. From the viewpoint of experimental observations and fracture mechanics, the effects of interlayer thickness on joint strength in ceramic/metal joints are discussed considering the superimposed stress distribution of the residual stress and the bending stress. Joint strength is then estimated based on fracture mechanics and fracture probability considering the superimposed stress, crack size and position of pre-existing defects in the ceramics. The optimum interlayer thickness for the present specimen is identified, and the estimation method is extended to the analysis of generic joint strength using normalized strength of ceramic by expressing joint strength in terms of normalized strength considering the scatter of joint strength and the effective volume. © 2002, The Society of Materials Science, Japan. All rights reserved.

    DOI: 10.2472/jsms.51.9Appendix_109

    Scopus

    researchmap

  • セラミックス/金属接合部材の中間層厚さに対する破壊確率論的強度推定

    高橋 学, 岡部 永年, 朱 霞, 賀川 賢一郎

    日本材料学会材料   50 ( 1 )   7 - 12   2001年

     詳細を見る

    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.2472/jsms.50.7

    Scopus

    researchmap

  • 繊維機械におけるセラミック部品の強度・信頼性の向上 -セラミックディスクの破壊メカニズムの解明-

    阿部幹夫, 岡部永年, 高橋学

    材料   50 ( 3 )   284 - 289   2001年

     詳細を見る

    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.2472/jsms.50.284

    Scopus

    researchmap

  • 小球衝突に対するセラミックス部材の破壊形態と強度特性について

    岡部 永年, 高橋 学, 森澤 希, 伊藤 洋茂

    日本機械学会論文集A編   66 ( 649 )   1758 - 1764   2000年

     詳細を見る

    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1299/kikaia.66.1758

    Scopus

    researchmap

  • セラミックス/金属接合部材の最適中間層厚さに関する検討

    高橋 学, 岡部 永年, 朱 霞, 賀川 賢一郎, 小林 英男

    日本材料学会材料   49 ( 8 )   905 - 911   2000年

     詳細を見る

    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.2472/jsms.49.905

    Scopus

    researchmap

  • 負荷速度依存性を考慮したセラミックス/金属接合部材強度の確率論的評価

    高橋学, 岡部永年, 小林英男

    材料   48 ( 11 )   1288 - 1293   1999年

     詳細を見る

    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.2472/jsms.48.1288

    Scopus

    researchmap

  • セラミックス/金属接合材の残留応力と疲労強度特性

    岡部 永年, 高橋 学, 朱 霞, 賀川 賢一郎, 丸山 美保

    材料   48 ( 12 )   1416 - 1422   1999年

     詳細を見る

    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.2472/jsms.48.1416

    Scopus

    researchmap

  • セラミックス/金属接合部材の破断時間強度と信頼性評価

    材料   47 ( 12 )   1221 - 1226   1998年

     詳細を見る

    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.2472/jsms.47.1221

    Scopus

    researchmap

  • アルミナの疲労き裂伝ぱにおけるき裂先端応力拡大係数Ktipの有効性と結晶粒径の影響

    宮下 幸雄, 武藤 睦治, 高橋 学, 植松 敬三

    日本機械学会論文集 A編   62 ( 601 )   1985 - 1992   1996年

     詳細を見る

    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人日本機械学会  

    Bridging and interlocking elements, which are responsible for the stress shielding effect, are frequently observed in the wake of fatigue cracks. The crack growth curves arranged by the crack tip stress intensity factor K<SUB>tip</SUB> (da/dN-K<SUB>tip</SUB> curves), where the stress shielding effect is taken into consideration, almost coincide regardless of loading history, while those arranged by the apparent stress intensity factor K<SUB>app</SUB> (da/dN-K<SUB>app</SUB> curves) significantly depend on the loading history. The fatigue crack growth resistance increases with increasing grain size. The main reason for this grain size dependence is that the stress shielding effect becomes significant with increasing grain size. The crack growth curves arranged by K<SUB>tip</SUB> almost coincide regardless of grain size.

    DOI: 10.1299/kikaia.62.1985

    CiNii Books

    researchmap

    その他リンク: https://jlc.jst.go.jp/DN/JALC/00042240006?from=CiNii

  • Fatigue Crack Growth Behavior of Surface Crack in Silicon Nitride

    ASTM STP 1184   19   1995年

     詳細を見る

  • Fatigue crack growth behavior of surface cracks in silicon nitride

    Yoshiharu Mutoh, Manabu Takahashi, Akira Kanagawa

    ASTM Special Technical Publication   19 - 31   1994年10月

     詳細を見る

    Cyclic fatigue crack growth tests of silicon nitride specimens with surface cracks as well as through-the-thickness cracks were carried out. The surface crack length was measured by a surface film gage technique. The fatigue crack growth rate for surface cracks was less than that for through-the-thickness cracks. From SEM observations, more significant bridging was found in the wake of surface cracks compared to through-the-thickness cracks. From evaluations of the stress shielding effect due to bridging based on the measurements of the crack mouth opening displacement, it was found that the crack growth curve determined from the crack tip stress intensity factor Ktip for surface cracks almost coincided with that for through-the-thickness cracks.

    Scopus

    researchmap

  • Effect of Grain Size on Fatigue Crack Growth in Silicon Nitride and Alumina

    Plastic deformation of Ceramics Engineering Foundation   1994年

     詳細を見る

  • FATIGUE-CRACK GROWTH IN SEVERAL CERAMIC MATERIALS

    Y MUTOH, M TAKAHASHI, M TAKEUCHI

    FATIGUE & FRACTURE OF ENGINEERING MATERIALS & STRUCTURES   16 ( 8 )   875 - 890   1993年8月

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:FATIGUE & FRACTURE ENGINEERINGMATERIALS STRUCTURES LIMITED  

    Fatigue crack growth tests of five ceramic materials were carried out in order to investigate the general characteristics of cyclic and static fatigue crack growth in ceramics. A cyclic effect was found in Si3N4, Al2O3 and TiB2, where the main fracture mechanism was intergranular separation, and stress shielding due to grain bridging occurred near the crack tip. On the other hand, no cyclic effect was observed in SiC and ZrO2, where the main fracture mechanism was transgranular fracture. The fatigue crack growth curves reduced to a unique curve by using the parameter K(tip)/E, regardless of the kind of ceramics studied.

    DOI: 10.1111/j.1460-2695.1993.tb00126.x

    Web of Science

    researchmap

  • セラミックスの疲労き裂伝ぱ特性に関する基礎的研究

    学位論文   1993年

     詳細を見る

  • Significance of Ktip in Fatigue Crack Growth Behavior of Silicon Nitride

    Advanced Materials '93 I/A Transactions of the Materials Research Society of Japan   14A   379   1993年

     詳細を見る

  • MECHANISMS OF FATIGUE-CRACK GROWTH IN SILICON-NITRIDE

    Y MUTOH, M TAKAHASHI

    THEORETICAL CONCEPTS AND NUMERICAL ANALYSIS OF FATIGUE   541 - 558   1992年

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)   出版者・発行元:ENGINEERING MATERIALS ADVISORY SERVICES LTD  

    Web of Science

    researchmap

  • EFFECT OF SURFACE FINISH ON FATIGUE-STRENGTH IN SILICON-NITRIDE

    M TAKAHASHI, Y MUTOH, K YANAGI, H OKAMOTO, T OIKAWA

    MECHANICAL BEHAVIOUR OF MATERIALS-VI, VOLS 1-4   B371 - B376   1992年

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(国際会議プロシーディングス)   出版者・発行元:PERGAMON PRESS LTD  

    Web of Science

    researchmap

  • 数種のセラミックスの静疲労および繰返し疲労き裂伝ぱ特性

    高橋 学, 武藤 睦治

    日本機械学会論文集A編   57 ( 543 )   2615 - 2621   1991年

     詳細を見る

    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人日本機械学会  

    Fatigue crack growth tests of several ceramic materials were carried out to investigate the general characteristics of cyclic and static fatigue crack growth in ceramics. The cyclic effect was found in Si<SUB>3</SUB>N<SUB>4</SUB>. Al<SUB>2</SUB>O<SUB>3</SUB> and TiB<SUB>2</SUB>, where the main fracture mechanism was the intergranular fracture. On the other hand no cyclic effect was observed in SiC or ZrO<SUB>2</SUB>, where the main fracture mechanism was the transgranular fracture. The fatigue crack growth curves were found to be reduced to a unique curve by using Δ K<SUB>eff</SUB>/E, regardless of the kind of ceramics.

    DOI: 10.1299/kikaia.57.2615

    CiNii Books

    researchmap

    その他リンク: https://jlc.jst.go.jp/DN/JALC/00012549450?from=CiNii

  • Fatigue Crack Growth of Long and Short Cracks in Silicon Nitride

    Fatigue of Advanced Materials MCEP Ltd.   211   1991年

     詳細を見る

  • 窒化けい素における長いき裂と短いき裂の疲労き裂伝ぱ挙動

    高橋 学, 武藤 睦治, 岡本 寛巳, 老川 恒夫

    材料   40 ( 452 )   588 - 594   1991年

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.2472/jsms.40.588

    Scopus

    researchmap

  • 異なる試験法による数種の構造用セラミックスの破壊靭性評価

    宮原 信幸, 武藤 睦治, 田中 小一紘一, 高橋 学

    日本機械学会論文集A編   57 ( 538 )   1326 - 1333   1991年

     詳細を見る

    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人日本機械学会  

    The fracture toughnesses of Si<SUB>3</SUB>N<SUB>4</SUB> (two lots), SiC, TiB<SUB>2</SUB>, ZrO<SUB>2</SUB> and Al<SUB>2</SUB>O<SUB>3</SUB> were obtained by bending precracked specimens in three different ways: by the bridge compression (BC) method, by fatigue precracking from a crack introduced by the BC method (FP method), and by the controlled surface flaw (CSF) method. For comparison, fracture toughness evaluations by the chevron notch (CN) method and the indentation fracture (IF) method were also carried out. Furthermore, the effect of loading rate on fracture toughness of FP specimens was examined together with a crack propagation test under static fatigue. The K<SUB>IC</SUB> values evaluated by FP, CSF and CN methods showed a reasonable agreement with each other for all six of the ceramics tested, while the evaluation by BC and IF methods tended to give considerably lower values than those obtained by the three methods. The normalization of these K<SUB>IC</SUB> and K<SUB>ISCC</SUB> values was done by a theoretical K<SUB>IC</SUB> value, which was derived according to the Griffith criterion for unstable fracture. The different fracture modes of these materials were successfully characterized in correlation to the normalized fracture toughness.

    DOI: 10.1299/kikaia.57.1326

    CiNii Books

    researchmap

    その他リンク: https://jlc.jst.go.jp/DN/JALC/00009978430?from=CiNii

▼全件表示

MISC

  • 特異なナノ組織を持つマグネシウム合金の機械特性の探求

    升田光太郎, 松下正史, 和氣諒平, 長田貴文, 高橋学, 新名亨, ZHU Xia

    高圧討論会講演要旨集   58th   75   2017年10月

     詳細を見る

    記述言語:日本語  

    J-GLOBAL

    researchmap

  • PS08 繰り返し熱負荷を受けるS45C/Cu/Si_3N_4接合体の熱疲労寿命評価

    水井 洸佑, 攝津 暢浩, 高橋 学, 松下 正史

    M&M材料力学カンファレンス   2012   "PS08 - 1"-"PS08-3"   2012年9月

     詳細を見る

    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人日本機械学会  

    In this study, thermal fatigue lifetimes of S45C/Cu/Si_3N_4 composites subjected to cyclic thermal loadings were evaluated. First, S45C/Cu/Si_3N_4 composites with interlayer thicknesses of 150 and 200 μm were prepared. Next, thermal fatigue tests were carried out at temperature differences of 275 K and 575 K. The cycles to failure of the composites were evaluated and a model for predicting thermal fatigue life was proposed. In addition, the suitability of theoretical model was considered. The results revealed that temperature difference of cyclic thermal loading and thickness of Cu interlayer have effects on thermal fatigue lifetimes.

    CiNii Books

    researchmap

  • PS37 セラミック軸受軌道の転がり接触によるき裂進展解析

    土肥 俊介, 高橋 学

    M&M材料力学カンファレンス   2012   "PS37 - 1"-"PS37-3"   2012年9月

     詳細を見る

    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人日本機械学会  

    Crack propagation analysis for ceramic bearing orbit under rolling contact was performed using finite element analysis and fracture mechanics. A fracture-mechanical approach was proposed for evaluating stress intensity factor, and its appropriateness was examined by the results of the analysis and the experiment. It was found that the analysis results nearly agreed with the experimental results, which verified the fracture-mechanical approach.

    CiNii Books

    researchmap

  • PS07 超音波振動による塑性変形挙動

    加藤 大典, 高橋 学, 黄木 景二, 朱 霞, 坂田 大貴, 古川 貴大

    M&M材料力学カンファレンス   2012   "PS07 - 1"-"PS07-3"   2012年9月

     詳細を見る

    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人日本機械学会  

    In plastic forming, deformation resistance of a material is generically decreased by superimposed ultrasonic vibrations (UVs) as "Blaha effect". In order to clarify the mechanism of the stress decreasing, stress-strain/time behaviors were experimented by the compression tests that superimpose the UV with different amplitude voltages to fixed strain and constant deformation rate, and the UV to the ratio of different specimen diameter versus horn tip diameter. Stress decreasing rate was increased with increasing amplitude voltage and was increased with decreasing diameter ratio.

    CiNii Books

    researchmap

  • PS09 繰返し熱負荷を受けるCu/AlN複合基板の残存強度特性

    三好 佑紀, 攝津 暢浩, 高橋 学, 松下 正史, 仲田 知裕

    M&M材料力学カンファレンス   2012   "PS09 - 1"-"PS09-3"   2012年9月

     詳細を見る

    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人日本機械学会  

    Cu/AlN composites used as electronic devices have a problem with thermal stress. The thermal stress has an effect on residual strength of the composites. Here we report the residual strength of the Cu/AlN composites subjected to cyclic thermal loadings. We perform finite element analysis, cyclic thermal loading tests and residual strength on the Cu/AlN composites. The results reveal that microscopic damage of AlN substrates reduce the residual strength of the Cu/AlN composites.

    CiNii Books

    researchmap

  • PS35 スモールパンチ試験における破壊モードに及ぼすセラミックス板厚の影響

    西山 佳孝, 高橋 学

    M&M材料力学カンファレンス   2012   "PS35 - 1"-"PS35-3"   2012年9月

     詳細を見る

    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人日本機械学会  

    Fuel cell is expected in realizing a low carbon society. However, objective comparison of cell is difficult because cell has been developed by various manufactures. Therefore, strength evaluation method of cell hasn't been established. In the present study, we aimed at the establishment of strength evaluation method about cell. Same models of small punch testing were made by finite element method. Therefore, in the contact state of the plates, change in stress distribution into experiment condition was analyzed by finite element method. As the results, experiment condition that contact stress is higher is found.

    CiNii Books

    researchmap

  • 308 超音波振動による塑性変形の促進(機械材料・材料加工II)

    坂田 大貴, 高橋 学, 黄木 景二, 朱 霞, 古川 貴大, 加藤 大典

    講演論文集   2012 ( 50 )   30801 - 30802   2012年2月

     詳細を見る

    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人日本機械学会  

    CiNii Books

    researchmap

  • 102 低サイクル熱負荷を受けるセラミックス/金属複合基板の残存強度評価(OS1.電子デバイス・電子材料と計算力学(1),OS・一般セッション講演)

    仲田 知裕, 高橋 学, 摂津 暢浩, 松下 正史

    計算力学講演会講演論文集   2011 ( 24 )   4 - 6   2011年10月

     詳細を見る

    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人日本機械学会  

    The mechanical strength properties of ceramic/metal substrates exposed to cyclic thermal loadings were studied in order to discuss the effects of the number of thermal loadings on the residual strength of the substrates. First, thermal stress analysis was performed using the finite element method for an examination of the thermal stress behaviors during the cyclic thermal loading processes. Next, test samples of Cu/AIN substrates, including brazing filler metals of AgCuTi, were prepared by brazing in a vacuum furnace. Thirdly, thermal cycling tests with cycle numbers of 25,50 and 100 were conducted on the test samples. Finally, four-point bending tests were conducted on the thermally-loaded samples to evaluate residual strength. The results showed that residual strength increased after 25 thermal cycles. In contrast, thermal cycling with 25-100 cycles resulted in a reduction of residual strength. These behaviors were discussed in terms of residual stress relaxation and a mechanism for the microscopic damage of sintered materials with polycrystalline structures.

    CiNii Books

    researchmap

  • 1605 繰返し熱負荷を受ける熱電変換素子の疲労寿命解析(OS16. 表面・薄膜・接合部の力学と信頼性評価(2),オーガナイズドセッション講演)

    摂津 暢浩, 高橋 学, 黄木 景二

    計算力学講演会講演論文集   2010 ( 23 )   620 - 621   2010年9月

     詳細を見る

    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人日本機械学会  

    CiNii Books

    researchmap

  • 402 繰返し熱負荷を受ける熱電モジュールの強度解析(締結・接合部の力学・プロセスと信頼性評価)

    高橋 学, 攝津 暢浩, 黄木 景二, 岡部 永年

    機械材料・材料加工技術講演会講演論文集   2009 ( 17 )   "402 - 1"-"402-2"   2009年11月

     詳細を見る

    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人日本機械学会  

    CiNii Books

    researchmap

  • 1508 サーモモジュールの熱疲労寿命解析(OS15.電子デバイス・電子材料と計算力学(2),オーガナイズドセッション)

    堤 三佳, 黄木 景二, 高橋 学, 撮津 暢浩, 岡部 永年

    計算力学講演会講演論文集   2009 ( 22 )   718 - 719   2009年10月

     詳細を見る

    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人日本機械学会  

    CiNii Books

    researchmap

  • 715 多孔質セラミックスの静疲労破壊特性とその寿命評価法の検討(セラミックス・複合材の疲労,疲労損傷の機構解明と評価,オーガナイスドセッション1)

    小野 拓磨, 松田 伸也, 高橋 学

    学術講演会講演論文集   58   177 - 178   2009年

     詳細を見る

    記述言語:日本語   出版者・発行元:日本材料学会  

    CiNii Books

    researchmap

  • 514 多孔質セラミックスの熱衝撃破壊特性(セラミック,破壊の発生・進展とその解析・評価・計測,オーガナイスドセッション7)

    長代 大樹, 尾上 拓史, 松田 伸也, 高橋 学, 黄木 景二

    学術講演会講演論文集   58   101 - 102   2009年

     詳細を見る

    記述言語:日本語   出版者・発行元:日本材料学会  

    CiNii Books

    researchmap

  • 308 飛翔体衝突を受けたセラミックス材料の表面損傷解析(インパクト,材料・構造の衝撃問題,オーガナイスドセッション9)

    中岡 善治, 高橋 学, 松田 伸也, 黄木 景二

    学術講演会講演論文集   58   43 - 44   2009年

     詳細を見る

    記述言語:日本語   出版者・発行元:日本材料学会  

    CiNii Books

    researchmap

  • 303 セラミック軸受球のリングクラック発生に対する衝撃強度特性(衝撃試験法,材料・構造の衝撃問題,オーガナイスドセッション9)

    重吉 正志, 高橋 学, 摂津 暢浩, 岡部 永年

    学術講演会講演論文集   58   33 - 34   2009年

     詳細を見る

    記述言語:日本語   出版者・発行元:日本材料学会  

    CiNii Books

    researchmap

  • 722 サーモモジュールの疲労破壊と影響因子の検討(OS4.電子デバイス・電子材料と計算力学(4),オーガナイズドセッション)

    堤 三佳, 黄木 景二, 高橋 学, 攝津 暢浩

    計算力学講演会講演論文集   2008 ( 21 )   319 - 320   2008年11月

     詳細を見る

    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人日本機械学会  

    CiNii Books

    researchmap

  • GS0601 優れた損傷許容性を有する脆性固体の曲げ破壊強度分布の予測(GS06-01 脆性材料・セラミックス1,GS06 脆性材料・セラミックス)

    松田 伸也, 高橋 学, 黄木 景二, 岡部 永年

    M&M材料力学カンファレンス   2008   "GS0601 - 1"-"GS0601-2"   2008年9月

     詳細を見る

    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人日本機械学会  

    この論文の目的は損傷許容型脆性固体材料の曲げ強度分布特性を評価することである.実験として,SiC系多孔質セラミックスを用いて常温下での4点曲げ試験を行った後に破壊強度をワイブル線図に整理した.そして従来から提言されている2母数ワイブル分布に基づく確率論的遅れ破壊モデルによって評価したが良い一致を示さなかった.そこで破面観察を行うと,従来のセラミックスとは異なり多くの粒界損傷が見られ,これにより優れた損傷許容性が発現していると考えられる.そこで,粒界損傷の変化を確率過程として表すことを考えマルコフ過程に基づいた確率論的遅れ破壊モデルを提唱して評価した.その結果,実験結果と良い一致を示した.

    CiNii Books

    researchmap

  • GS0604 損傷許容性を有するセラミックスの熱衝撃破壊特性(GS06-02 脆性材料・セラミックス2,GS06 脆性材料・セラミックス)

    尾上 拓史, 松田 伸也, 高橋 学, 黄木 景二, 長代 大樹

    M&M材料力学カンファレンス   2008   "GS0604 - 1"-"GS0604-2"   2008年9月

     詳細を見る

    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人日本機械学会  

    本研究では,損傷許容型セラミックスの熱衝撃破壊特性を明らかにすることを目的としている.著者らは,Hasselmanの熱統一理論に基づき,熱衝撃破壊発生確率を考慮した熱衝撃前後の機械的特性から熱衝撃特性を評価できる確率論的残存強度予測モデルを提唱した.そこで多孔質SiCを用いて液中急冷熱衝撃試験を行い,その後4点曲げ試験により残存強度及びヤング率を評価した.その結果,理論線と良く一致し,評価法の妥当性を明らかとした.またこのことは,損傷許容型セラミックスの熱衝撃破壊もまた,グリフィスの理論に準じており,熱衝撃後の残存強度のばらつきは潜在欠陥のばらつきに支配されていることを示唆している.

    CiNii Books

    researchmap

  • GS0602 損傷許容性を有する多孔質セラミックスの曲げ強度に及ぼす寸法効果依存性(GS06-01 脆性材料・セラミックス1,GS06 脆性材料・セラミックス)

    林 浩平, 松田 伸也, 高橋 学, 黄木 景二, 堤 三佳, 草野 恭昭

    M&M材料力学カンファレンス   2008   "GS0602 - 1"-"GS0602-2"   2008年9月

     詳細を見る

    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人日本機械学会  

    本研究では損傷許容型セラミックス材料の評価法の確立を目的としている.そこで第一段階として気孔径の異なる多孔質セラミックスを用いて,任意の負荷速度において3点曲げおよび4点曲げ試験を行った.その結果,SL#5では低負荷速度において逆寸法効果が見られた.この原因は,損傷許容性は,寸法効果が大きくまた負荷速度が遅くなれば顕著に創出されるためであると考えられる.

    CiNii Books

    researchmap

  • 722 損傷許容性セラミックス材料の強度特性に及ぼす有効体積および負荷速度の影響(セラミックス材料II,一般セッション)

    松田 伸也, 高橋 学, 林 浩平, 岡部 永年

    学術講演会講演論文集   57   455 - 456   2008年

     詳細を見る

    記述言語:日本語   出版者・発行元:日本材料学会  

    CiNii Books

    researchmap

  • 110 半導体素子接合モジュールにおける製造時および運転時の熱応力解析(OS01.電子デバイス・電子材料と計算力学(2))

    出口 智也, 黄木 景二, 高橋 学, 土肥 俊介

    計算力学講演会講演論文集   2007 ( 20 )   431 - 432   2007年11月

     詳細を見る

    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人日本機械学会  

    CiNii Books

    researchmap

  • P048 多孔質セラミックスの破壊特性に及ぼす損傷許容性の影響(フェロー賞表彰対象ポスターセッション)

    林 浩平, 松田 伸也, 高橋 学, 黄木 景二, 堤 三佳, 松下 正史, 岡部 永年

    M&M材料力学カンファレンス   2007   691 - 692   2007年10月

     詳細を見る

    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人日本機械学会  

    Porous ceramics is expected to be applied as cleanup filter under high temperature environment since it has high damage tolerance ability. We have investigated effect of damage tolerance ability on fundamental fracture properties by carrying out 4-point bending test under loading rates. As the result, at above loading rate of 0.5mm/min, strengths increased with increasing loading rate. Because it is only depended at slow crack growth of one of the flaws in this material. In contrast, at the loading rates below 0.5mm/min, strengths also increased. It is considered that resistance to crack growth increased due to release of accumulated internal energy since grain boundary markedly fails with decreasing loading rate. These phenomenon was explained by unified strength estimation method considering effect loading rate.

    CiNii Books

    researchmap

  • 721 セラミックボールの接触荷重に対する破壊力学的検討(GS.A 先端材料の破壊と強度)

    鍛治川 晋也, 松田 伸也, 高橋 学, 林 浩平, 岡部 永年

    M&M材料力学カンファレンス   2007   550 - 551   2007年10月

     詳細を見る

    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人日本機械学会  

    The quantitative estimation is required since the fatal defect called a ring crack will occur when a ceramic ball is used for ceramic bearing. We considered the application of stress intensity factor and effective volume by performing FEM analysis and the contact examination of balls. As the results, it did not depend on ball size for the scatter of ring crack initiation load, and it was clarified that a ring crack progressed aslant to the ball surface. The stress intensity factor was discussed based on these results. It was clearly showed that the crack length involved in the formation of a ring crack was approximately 1.5μm, without dependence of ball size. This analytical result is well agreement with an experimental result. Therefore, it was proved theoretically that it is not necessary to consider the influence of effective volume in ring crack initiation of a ball.

    CiNii Books

    researchmap

  • OS14-3-1 Effects of Loading Rate on Fracture Properties of Advanced Pore-Free SiC Dispersing Si Particles

    Matsuda Shinya, Takahashi Manabu, Matsushita Masafumi, Ohfuji Hiroaki, Okabe Nagatoshi

    Abstracts of ATEM : International Conference on Advanced Technology in Experimental Mechanics : Asian Conference on Experimental Mechanics   2007 ( 6 )   "OS14 - 3-1-1"-"OS14-3-1-5"   2007年9月

     詳細を見る

    記述言語:英語   出版者・発行元:一般社団法人日本機械学会  

    Advanced Pore-Free SiC (APF-SiC) with super-high strength is developed by reaction sintering method improved newly. Authors had constructed a peculiar fracture mechanism model of this material differing from the fracture mechanism of usual ceramics. The fracture mechanism is that fracture occur at cluster crack (one of the formed some clusters). This fracture is called cluster fracture. In this study, to clarify adequacy of this model, clusters were researched in detail by using mapping analysis and observing some clusters. Crack growth behavior is researched by using AE censer. As the results, it is clarified that some clusters are formed by aggregate of un-reacted substance and the cluster fracture doesn&#039;t occur due to growth of cluster crack. In the case of 4-point bending tests is carried out at low loading rate, nonlinear behavior appeared on stress-strain curve before failure. In addition, bending strength increased with decreasing loading rate. On the basis of these results, fracture mechanism is considered as follows. Some clusters are formed by aggregate of un-reacted substance at near rupture. Cluster fracture occurs at the same time with cluster crack being one of the formed some clusters are formed. Therefore increasing strength is because to forms cluster crack stops by internal energy accumulated by loading was released since residual metallic silicones are preferentially failed.

    CiNii Books

    researchmap

  • Fracture Behavior of Pore-Free Ceramics

    Shinya MATSUDA, Manabu TAKAHASHI, Natatoshi OKABE

    Abstracts of the 10th International Conference on Mechanical Behavior of Materials   2007年5月

     詳細を見る

    記述言語:英語   掲載種別:研究発表ペーパー・要旨(全国大会,その他学術会議)  

    researchmap

  • 221 飛翔球衝突におけるセラミックスの衝撃強度特性(材料力学IV)

    秋月 洋輔, 高橋 学, 黄木 景二, 岡部 永年, 柴崎 司郎

    講演論文集   2007 ( 45 )   75 - 76   2007年3月

     詳細を見る

    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人日本機械学会  

    CiNii Books

    researchmap

  • 204 先進無気孔型SiCの球接触によるリングクラック発生強度特性(材料力学I)

    松田 伸也, 高橋 学, 松下 正史, 大藤 弘明, 岡部 永年

    講演論文集   2007 ( 45 )   43 - 44   2007年3月

     詳細を見る

    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人日本機械学会  

    CiNii Books

    researchmap

  • 209 半導体接合モジュールにおける残留応力および形状最適化解析(材料力学II)

    出口 智也, 豊田 繁, 高橋 学, 岡部 永年

    講演論文集   2007 ( 45 )   53 - 54   2007年3月

     詳細を見る

    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人日本機械学会  

    CiNii Books

    researchmap

  • E-16 CONTACT STRENGTH ANALYSIS FOR CERAMIC BALL IN BACKFLOW VALVE(Session: Contact strength/Mechanical)

    Abe Yutaka, Okabe Nagatoshi, Takahashi Manabu, Toyota Shigeru, Fujiki Kengo

    ASMP : proceedings of Asian Symposium on Materials and Processing   2006   108 - 108   2006年11月

     詳細を見る

    記述言語:英語   出版者・発行元:一般社団法人日本機械学会  

    Ceramics have the properties of high-stiffness, proof-corrosion, and light-weight superior to metal materials and so have been applied to a ball and a race in high performance ball bearing and etc. As a recent expansion of this application, a ceramics ball has been applied to the backflow valve, which is comprised in automotive fuel supply system. However, it must be considered sufficiently that ceramic balls can maintain a high confidence over long-term without being broken by cyclic contact loadings, which are generated between a ceramic ball and housing on switching a backflow valve. In this investigation, the stress analysis by FEM was conducted for clarifying failure mechanism due to cyclic contact stress. As results of analysis, the place of highest contact stress was seen directly underneath the contact region between a ball and housing. In ceramics of brittle material, the fracture occurs usually from a microscopic latent flaw in materials. Therefore, it was probabilistically clarified from a view-point of fracture mechanics that a latent internal microscopic flaw was a starting point of fracture.

    CiNii Books

    researchmap

  • E-14 EVALUATION AND 3D-FEM ANALYSIS FOR CONTACT STRENGTH OF CERAMIC PLATE IN CONTACT WITH A ROUND BAR(Session: Fatique/Contact Strength)

    Abe Yutaka, Takahashi Manabu, Zhu Xia, Okabe Nagatoshi

    ASMP : proceedings of Asian Symposium on Materials and Processing   2006   106 - 106   2006年11月

     詳細を見る

    記述言語:英語   出版者・発行元:一般社団法人日本機械学会  

    Stress distributions beneath the contact surface of ceramic plat in contact with round bar were analyzed by 3-D FEM. On the basis of analytical results, the contact strength was evaluated by considering varied sizes and positions of pre-existing defects from a viewpoint of fracture mechanics. The contact rupture occurs from a surface defect that pre-exists in the vicinity of the edge of the plate. If a defect size and a distance from contact boundary to its defect are assumed, the contact rapture load can be estimated by using the proposed equation.

    CiNii Books

    researchmap

  • 207 飛翔球衝突による炭化ケイ素の破壊挙動(材料力学V)

    秋月 洋輔, 高橋 学, 岡部 永年, 柴崎 司郎

    講演論文集   2006 ( 44 )   55 - 56   2006年2月

     詳細を見る

    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人日本機械学会  

    CiNii Books

    researchmap

  • 530 圧縮場における肝臓の損傷メカニズムの解明(GS-13 計算バイオメカニクス,一般セッション,学術講演)

    田中 大介, 高橋 学, 黄木 景二, 岡部 永年

    バイオエンジニアリング講演会講演論文集   2005 ( 18 )   359 - 360   2006年1月

     詳細を見る

    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人日本機械学会  

    CiNii Books

    researchmap

  • 531 肝臓の圧縮負荷・応力緩和条件下における有限要素解析(GS-13 計算バイオメカニクス,一般セッション,学術講演)

    中西 高英, 高橋 学, 黄木 景二, 岡部 永年

    バイオエンジニアリング講演会講演論文集   2005 ( 0 )   361 - 362   2006年

     詳細を見る

    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人 日本機械学会  

    CiNii Books

    researchmap

  • 2736 セラミックボールの逆流防止弁における接触強度解析(S28-2 セラミックスおよびセラミックス系複合材料(2),S28 セラミックスおよびセラミックス系複合材料)

    阿部 豊, 岡部 永年, 高橋 学, 豊田 繁, 藤木 健伍

    年次大会講演論文集   2006 ( 0 )   201 - 202   2006年

     詳細を見る

    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人 日本機械学会  

    Ceramics have the properties of high-stiffness, proof-corrosion, and light-weight superior to metal materials and so have been applied to a ball and a race in high performance ball bearing and etc. As a recent expansion of this application, a ceramics ball has been applied to the backflow valve, which is comprised in automotive fuel supply system. However, it must be considered sufficiently that ceramics balls can be kept a high confidence over long-term without being broken down by cyclic contact loadings, which generate between a ceramics ball and housing on switching of the backflow valve. In this investigation, the stress analysis by FEM was conducted for clarifying failure mechanism due to cyclic contact stress. As result of analysis, high stress place was seen in contact side neighborhood of a ball and housing. Ceramics is brittle material, predominant of the fracture is a microscopic crack in materials. Therefore, author clarified that an initial surface microscopic crack was a starting point of fracture.

    DOI: 10.1299/jsmemecjo.2006.1.0_201

    CiNii Books

    researchmap

  • 3952 無孔性セラミックスの破壊メカニズム(S21-2 静的強度評価,S21 ナノ・マイクロ構造体の強度物性と信頼性)

    松田 伸也, 高橋 学, 岡部 永年

    年次大会講演論文集   2006 ( 0 )   899 - 900   2006年

     詳細を見る

    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人 日本機械学会  

    Pore-free ceramics (PFC) material was investigated mechanical properties and fracture behavior such as 4-point bending and static fatigue at room temperature. Arranging by relationship between bending strength and fracture probability, Weibull modulus of PFC decreases compared with regular same ceramics. It is attributable to different fracture mechanics. PFC has binder exists instead of a potential defect and they are distributed minutely and uniformly. When a specimen is loaded, a lot of cracks occur in boundary between binder and ceramic grain and strain energy is released. Some clusters are formed by some cracks&#039; uniting. The scatter of fracture strength that depends on the size of the cluster is caused. As for static fatigue test of PFC, the time dependence fracture wasn&#039;t caused. In addition, all experimental values are more than average of bending strength. Fracture model above can explain this behavior to which crack coalescences stop.

    DOI: 10.1299/jsmemecjo.2006.1.0_899

    CiNii Books

    researchmap

  • 438 球接触を受けるガラス板のき裂発生に関する一考察(変形と計測,一般セッション)

    高橋 学, 岡部 永年, 小鉢 貴弘

    学術講演会講演論文集   55   349 - 350   2006年

     詳細を見る

    記述言語:日本語   出版者・発行元:日本材料学会  

    CiNii Books

    researchmap

  • 204 ガラスの接触破壊特性(材料力学V)

    小鉢 貴弘, 高橋 学, 岡部 永年

    講演論文集   2005 ( 43 )   49 - 50   2005年2月

     詳細を見る

    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人日本機械学会  

    CiNii Books

    researchmap

  • 218 肝臓の圧縮強度特性(バイオエンジニアリングII)

    田中 大介, 岡部 永年, 高橋 学, 黄木 景二, 草川 明訓

    講演論文集   2005 ( 43 )   75 - 76   2005年2月

     詳細を見る

    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人日本機械学会  

    CiNii Books

    researchmap

  • 219 圧迫された血管の断面形状と止血評価(バイオエンジニアリングII)

    中西 高英, 高橋 学, 黄木 景二, 岡部 永年

    講演論文集   2005 ( 43 )   77 - 78   2005年2月

     詳細を見る

    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人日本機械学会  

    CiNii Books

    researchmap

  • セラミックスの球-平板接触疲労によるリングラック発生寿命評価(O.S.1-2 樹脂・金属・セラミックスの疲労と破壊,O.S.1:先進材料の力学解析と強度・機能性評価)

    高橋 学, 岡部 永年, 朱 霞, 國方 浩司, 松井 實

    講演論文集   2004   21 - 22   2004年10月

     詳細を見る

    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人日本機械学会  

    CiNii Books

    researchmap

  • 225 模擬肝臓の熱物性値の検討

    安藤 健次, 高橋 学, 黄木 景二, 岡部 永年, 横石 都慶

    バイオエンジニアリング講演会講演論文集   2004 ( 16 )   271 - 272   2004年1月

     詳細を見る

    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人日本機械学会  

    CiNii Books

    researchmap

  • 226 肝臓の機械的特性

    田中 大介, 高橋 学, 黄木 景二, 岡部 永年, 朱 霞, 中西 高英

    バイオエンジニアリング講演会講演論文集   2004 ( 16 )   273 - 274   2004年1月

     詳細を見る

    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人日本機械学会  

    CiNii Books

    researchmap

  • 612 豚肝臓の熱物性値の検討(生体・医療材料-III,生体・医療材料,オーガナイスドセッション12,第53期学術講演会)

    横石 部慶, 岡部 永年, 高橋 学, 黄木 景二, 朱 霞, 安藤 健次

    学術講演会講演論文集   53   175 - 176   2004年

     詳細を見る

    記述言語:日本語   出版者・発行元:日本材料学会  

    CiNii Books

    researchmap

  • 306 肝臓の切離抵抗と冷却特性

    高橋 学, 岡部 永年, 野村 信福, 神代 充, 柴田 論, 渡部 祐二, 河内 寛治

    材料力学部門講演会講演論文集   2003   193 - 194   2003年9月

     詳細を見る

    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人日本機械学会  

    DOI: 10.1299/jsmezairiki.2003.0_193

    CiNii Books

    researchmap

  • 504 模擬肝臓の冷却特性と物性値の検討

    高橋 学, 朱 霞, 岡部 永年, 野村 信福, 安藤 健次, 横石 都慶

    年次大会講演論文集   2003 ( 0 )   53 - 54   2003年

     詳細を見る

    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人 日本機械学会  

    To execute surgical operations on livers in short time and to reduce the stress on the patients, we propose a soft freezing method for liver surgical procedures. In this surgical procedure, a tumor surrounding the liver is frozen in order to ease the excision and prevent hemorrhage. The effects of cooling velocity and freezing temperation on the excision force by the scalpel on the liver are carried out experimentally as a basic research into partial freezing surgical procedures. In this study, to excise a cancer using free excision curve, the development of the cooling needle and the investigation of the cooling function were carried out using a liver of a pig. The physical properties value was reversely analyzed by using the finite element method based on the heat transfer characteristic data of a mock liver. In addition, the proposed estimation equation can express the relation between arbitrary cooling time and distance and temperature.

    DOI: 10.1299/jsmemecjo.2003.7.0_53

    CiNii Books

    researchmap

  • 204 肝臓の伝熱特性とモデル解析

    高橋 学, 朱 霞, 岡部 永年, 野村 信福, 安藤 健次, 中田 祐介

    年次大会講演論文集   2002 ( 0 )   15 - 16   2002年

     詳細を見る

    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人 日本機械学会  

    To execute surgical operations on livers in a short time and to reduce the stress on the patients, we propose a soft freezing method for liver surgical procedures. In this surgical procedure, a tumor surrounding the liver is frozen in order to ease the ease the excision and prevent hemorrhage. The effects of cooling velocity and freezing temperature on the excision force by the scalpel on the liver are carried out experimentally as a basic research into partial freezing surgical procedures. In this study, to excise a cancer using free excision curve, the development of the cooling needle and the investigation of the cooling function were carried out using a liver of a big. The physical properties value was reversely analyzed by using the finite element method based on the heat transfer characteristic data of a mock liver. In addition, the proposed estimation equation can express the relation between arbitrary cooling time and distance and temperature.

    DOI: 10.1299/jsmemecjo.2002.6.0_15

    CiNii Books

    researchmap

  • 115 ソーダガラスの接触強度評価と球径の影響

    高橋 学, 岡部 永年, 泉 直浩, 西田 裕紀

    中国四国支部総会・講演会 講演論文集   2002 ( 0 )   29 - 30   2002年

     詳細を見る

    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人 日本機械学会  

    CiNii Books

    researchmap

  • 120 3 次元有限要素解析によるセラミックス/金属接合材の強度評価

    高橋 学, 岡部 永年, 木村 雅俊

    中国四国支部総会・講演会 講演論文集   2002 ( 0 )   39 - 40   2002年

     詳細を見る

    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人 日本機械学会  

    CiNii Books

    researchmap

  • 109 セラミックスの残留応力測定に及ぼす圧子荷重の影響

    高橋 学, 岡部 永年, 松田 洋子, 町田 隆志

    中国四国支部総会・講演会 講演論文集   2002 ( 0 )   17 - 18   2002年

     詳細を見る

    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人 日本機械学会  

    CiNii Books

    researchmap

  • 114 球接触によるセラミックスのリングクラック発生強度評価

    高橋 学, 岡部 永年, 松井 實, 国方 浩司, 吉田 成宏

    中国四国支部総会・講演会 講演論文集   2002 ( 0 )   27 - 28   2002年

     詳細を見る

    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人 日本機械学会  

    CiNii Books

    researchmap

  • 410 圧子圧入法によるセラミックスの残留応力測定法の適用評価

    高橋 学, 岡部 永年, 片岡 宏之, 町田 隆志

    学術講演会講演論文集   51   115 - 116   2002年

     詳細を見る

    記述言語:日本語   出版者・発行元:日本材料学会  

    CiNii Books

    researchmap

  • 825 チップ部品実装構造における接着強度と信頼性

    岡部 永年, 朱 霞, 高橋 学, 黄木 景二, 紀井 毅

    計算力学講演会講演論文集   2002 ( 0 )   787 - 788   2002年

     詳細を見る

    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人 日本機械学会  

    CiNii Books

    researchmap

  • 212 セラミックスの丸棒接触強度評価 : 曲げ試験片の場合

    高橋 学, 岡部 永年, 西川 勇樹, 梶原 周悟

    学術講演会講演論文集   50   195 - 196   2001年

     詳細を見る

    記述言語:日本語   出版者・発行元:日本材料学会  

    CiNii Books

    researchmap

  • セラミックス/金属接合部材の最適中間層厚さに関する検討

    高橋 学, 岡部 永年, 朱 霞, 賀川 賢一郎, 小林 英男

    材料   49 ( 8 )   905 - 911   2000年8月

     詳細を見る

    記述言語:日本語   出版者・発行元:社団法人日本材料学会  

    A major problem in ceramic/metal joint is thermal expansion coefficient mismatch between ceramics and metal. This thermal expansion coefficient mismatch causes serious residual stresses at the interface of the ceramic/metal joint, which generated during joint-cooling process. Then, an interlayer, which is ductile metal such as copper, nickel and so on, is inserted between ceramics and metal because of relaxing the residual stress. It should be considered that thickness of interlayer have significant influence on the joint strength with considering the residual stress.&lt;br&gt;In this study, it paid attention to the thickness of interlayer, and the optimum thickness of Interlayer was discussed from a viewpoint of the stresses based on simulation model analysis as well as 4 point bending tests, considering the residual stresses, which were analyzed using three-dimensional plasto-elastic finite element method. As a result of the analysis, residual stress increased with decreasing of the interlayer thickness. The superposing stress of the applied bending stress and the residual stress showed minimum value in the case of the interlayer thickness of 0.2mm. On the other hand, paying notice to the result of the bending test as well as the analysis, the joint specimen showed the highest bending strength in the case of the interlayer thickness of 0.2mm. Furthermore, the scatter of joint strength is apparently small in this thickness compared with in the other thickness.

    researchmap

  • セラミックス/金属接合強度に及ぼす中間層厚さの影響--破壊力学的手法を用いた最適中間厚さの導出

    高橋 学, 岡部 永年, 賀川 賢一郎

    愛媛大学工学部紀要   ( 19 )   13 - 22   2000年2月

     詳細を見る

    記述言語:日本語   出版者・発行元:愛媛大学工学部  

    CiNii Books

    researchmap

  • 534 セラミックス/金属接合部材の統一的評価法に基づく接合強度設計

    高橋 学, 岡部 永年, 朱 霞, 大西 博隆

    材料力学部門講演会講演論文集   2000 ( 0 )   401 - 402   2000年

     詳細を見る

    記述言語:日本語   出版者・発行元:一般社団法人 日本機械学会  

    DOI: 10.1299/jsmezairiki.2000.0_401

    CiNii Books

    researchmap

  • セラミックス/金属接合材の残留応力と疲労強度特性

    岡部 永年, 高橋 学, 朱 霞, 賀川 賢一郎, 丸山 美保

    材料   48 ( 12 )   1416 - 1422   1999年12月

     詳細を見る

    記述言語:日本語   出版者・発行元:社団法人日本材料学会  

    Cyclic tensile fatigue tests were conducted for Si&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;N&lt;sub&gt;4&lt;/sub&gt;/S45C joint specimens with copper interlayer at room temperature in order to clarify fatigue strength properties of ceramic/metal joint, considering the influence of residual stress in ceramics induced during joining process. Not only the joining process residual stress but also the residual stress behavior due to cyclic tensile loading was analyzed by using the three-dimensional elastic-plastic finite-element method. All experimental data obtained in this study were tried to arrange as the relationship between the normalized testing stress and the effective loading time by using the unified estimation method with considering effective volume and effective loading time. However, even if using the unified estimation method, the normalized strengths in the cyclic fatigue tests were clearly lower than normalized tensile strength at fracture probability of 50%. The difference of both normalized strengths was caused by the increase of the residual stress redistributed during cyclic fatigue tests. The redistributed residual stress was due to the reversible plastic deformation made in the interlayer of copper, but tended to saturate after second cycles. Then, if modifying not only the effective loading time but also the time-strength by using the unified estimation method against the superposing stress of the testing stress and the redistributing residual stress in cyclic fatigue tests, the cyclic tensile fatigue strengths agreed well with the normalized tensile strength for ceramic/metal joints as well as for monolithic ceramics. All cyclic fatigue strengths containing tensile fracture strength can be estimated well as the normalized strength with scatter properties of Weibull distribution.

    researchmap

  • セラミックス/金属接合部材の破断時間強度特性と確率論的評価

    高橋 学, 岡部 永年, 小林 英男

    愛媛大学工学部紀要   ( 18 )   73 - 82   1999年2月

     詳細を見る

    記述言語:日本語   出版者・発行元:愛媛大学工学部  

    CiNii Books

    researchmap

  • セラミックス/金属接合部財の破断時間強度特性と信頼性評価

    高橋 学, 岡部 永年, 小林 英男

    材料   47 ( 12 )   1221 - 1226   1998年12月

     詳細を見る

    記述言語:日本語   出版者・発行元:社団法人日本材料学会  

    Room and high temperature four point bend tests for Si&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;N&lt;sub&gt;4&lt;/sub&gt;/SUS304 joints were carried out at constant loading.Fracture surfaces of the interlayer of joints were observed using SEM to discuss the fracture mechanism at high temperature. Furthermore, the fracture strength distribution was estimated on the basis of the unified estimation method considering the fracture mechanism.&lt;br&gt;(1) Failure of brazed Si&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt;N&lt;sub&gt;4&lt;/sub&gt;/metal joints in high stress level was occurred at a flaw in ceramics near bonding interface. On the other hand, failure of the interlayer in low stress level was occurred due to creep rupture. Creep rupture of joints was dominated on steady-state creep of the interlayer. Then, creep rupture life also could be predicted from minimum creep strain rate in interlayer by using both equation of Monkman-Grant and Norton&#039;s law.&lt;br&gt;(2) The fracture strength of the joints could be evaluated considering the temperature dependence of strength as follows:&lt;br&gt;&amp;sigma;&lt;i&gt;&lt;sub&gt;f&lt;/sub&gt;&lt;/i&gt;&amp;middot;&lt;i&gt;t&lt;sub&gt;eff&lt;/sub&gt;&lt;/i&gt;&lt;sup&gt;1/&lt;i&gt;n&lt;sub&gt;j&lt;/sub&gt;&lt;/i&gt;&lt;/sup&gt;=&amp;sigma;&lt;i&gt;&lt;sub&gt;f&lt;/sub&gt;&lt;/i&gt;exp[(-&lt;i&gt;Q&lt;sub&gt;i&lt;/sub&gt;&lt;/i&gt;/&lt;i&gt;k&lt;/i&gt;)(1/&lt;i&gt;T&lt;/i&gt;+273-1/&lt;i&gt;T&lt;/i&gt;&lt;sub&gt;&amp;theta;&lt;/sub&gt;+273)]&lt;sup&gt;&lt;i&gt;m&lt;sub&gt;i&lt;/sub&gt;&lt;/i&gt;&lt;/sup&gt;&amp;radic;ln(1-&lt;i&gt;P&lt;sub&gt;f&lt;/sub&gt;&lt;/i&gt;)&lt;sup&gt;-1&lt;/sup&gt;&lt;br&gt;(3) Reliability structural design of joints had better determine the stress level and proof life considering failure of the interlayer with small scatter of rupture lives.

    researchmap

▼全件表示

講演・口頭発表等

▼全件表示

Works(作品等)

  • 中小企業庁平成22年度戦略的基盤技術高度化支援事業 「炭素繊維強化プラスチック用三次元形状のプレス金型および成形/切断金型の開発」

    2010年 - 2012年

     詳細を見る

  • 平成22年度戦略的国際標準化推進事業 固体酸化物燃料電池セル用セラミックス材料の特性試験方法に関する標準化フィージビリティスタディ

    2010年

     詳細を見る

  • 体内管腔縮小用次世代経カテーテルデバイスのクリップ開発

    2009年

     詳細を見る

  • 心房中隔欠損症の孔縮小デバイスの開発

    2008年 - 2009年

     詳細を見る

  • 肝臓ガン周囲局部凍結による切離技術の開発

    2000年

     詳細を見る

  • 繊維機械の糸案内部に適用する研究

    1998年 - 2000年

     詳細を見る

▼全件表示

受賞

  • 支部功労賞

    2021年5月   (公益社団法人)日本材料学会   四国支部運営および材料強度学普及に対する貢献

     詳細を見る

  • 中四国工学教育賞

    2009年  

     詳細を見る

    受賞国:日本国

    researchmap

  • 優秀発表賞

    2008年  

     詳細を見る

    受賞国:日本国

    researchmap

  • 優秀発表賞

    2007年  

     詳細を見る

    受賞国:日本国

    researchmap

  • 優秀発表賞

    2004年  

     詳細を見る

    受賞国:日本国

    researchmap

  • (Best Poster Award)ベストポスター賞

    2000年  

     詳細を見る

▼全件表示

共同研究・競争的資金等の研究課題

  • 振動と音の相互作用を利用した閉口ひび割れの定量的非破壊評価に関する研究

    2018年4月 - 2021年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(B)

    中畑 和之, 森 伸一郎, 高橋 学

      詳細を見る

    配分額:17290000円 ( 直接経費:13300000円 、 間接経費:3990000円 )

    本研究の目的は,振動数Fで振動している閉口き裂に周波数fの超音波を送信し,閉じたひび割れを音と振動の相互作用によって非破壊的に評価することである.まず,き裂閉口時と開口時の超音波透過波形の違いを数理的に明らかにした.また,定常状態においてき裂面でのクラッピングによって生じる和差調波(f±F)が計測でき,き裂からの非線形振動が卓越する条件を見いだした.さらに,構造部材を対象とした局所きずの超音波アレイ映像化に成功した.今後は,非定常状態において超音波プローブで非線形成分を検出すること,実際のき裂に対して非線形超音波映像化の検討することが課題である.

    researchmap

  • 次世代型最小侵襲鏡視下靱帯再建システムの確立と実用化に関する研究

    2015年4月 - 2018年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(C)

    渡邊 誠治, 高橋 敏明, 高橋 学

      詳細を見る

    配分額:4810000円 ( 直接経費:3700000円 、 間接経費:1110000円 )

    1.靭帯再建に使用する改良型エンドボタンを用いた縫合糸の繰り返し負荷後の引張強度試験を実施した。最大荷重は500回の場合、従来型に比べ改良型はほぼ同等であるのに対し、1000回では改良型が良好であることが判明し改良型の方が固定力がより強固であり、臨床使用するに値すると考えられた。
    2.大腿骨の骨孔位置に骨孔作製ガイドを設置する経大腿骨ルートを使用したall-insideでの骨孔を作製する方法を考案し、新骨孔作製ガイドを製作し、愛媛大学の臨床研究倫理審査委員会の承認を受けたのちに、臨床使用を行い、骨孔位置は解剖学的な位置に近似し有用であることが確認され、今後論文発表を介して報告を予定している。

    researchmap

  • パルスレーザー誘起振動を用いた塑性加工法の開発

    2012年4月 - 2015年3月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(C)

    高橋 学, 朱 霞, 松下 正史

      詳細を見る

    配分額:5590000円 ( 直接経費:4300000円 、 間接経費:1290000円 )

    レーザーパルスによる水中キャビテーションを利用した塑性加工の条件は詳細に調査された.しかしながら,降伏応力および加工硬化の低減現象は発現しなかった.
    超音波印加による塑性加工において,明らかな低減現象が確認された.超音波振動を材料内で効率的に伝搬させるために,圧縮治具形状を変化させることにより低減率が上昇した.その最も高い効果は材料内のすべり方向の45度であった.結晶粒レベルで観察するため,X線回折を行った.塑性域印加では圧縮する前の試験片に近くなる傾向を示した.一方,弾性域印加では通常圧縮に近い粒度を示すことがわかった.

    researchmap

  • 次世代航空機用セラミック軸受球のインパクト強度信頼性評価技術の確立

    2009年 - 2011年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(C)

    高橋 学, 黄木 景二, 矢代 茂樹

      詳細を見る

    配分額:4160000円 ( 直接経費:3200000円 、 間接経費:960000円 )

    衝撃荷重下でのリングクラック強度評価法を確立するための一つとして,振り子式衝撃試験装置および落錘式衝撃試験装置を開発した.振り子式衝撃試験では,球同士の芯調整が難しいため,斜め衝突となる.また,リングクラック発生時の衝突荷重は理論的に算出可能であるが,計測は極めて困難である.一方,落錘式衝撃試験はロードセルを利用することで正確に発生荷重が計測でき,装置製作も比較的容易である.リングクラックは粒子間のガラス相や不純物などのバインダーの破壊が起因となっている.リングクラック発生強度を用いることで微視的な破壊を調査することが可能である.また,衝撃接触では,リングクラック破壊に関与するき裂長さが静的接触に比べ小さくなることで強度が上昇し,ばらつきは減少したと考えられる.

    researchmap

  • 三次元織物CMCの熱衝撃及び飛翔体衝突による損傷挙動の実験的解明

    2006年 - 2008年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(B)

    黄木 景二, 岡部 朋永, 高橋 学

      詳細を見る

    配分額:12940000円 ( 直接経費:11500000円 、 間接経費:1440000円 )

    三次元織物セラミックス複合材料(CMC)における熱衝撃および高温暴露後の飛翔体損傷挙動を実験及び解析を通して, 総合的かつ系統的にまとめた。さらに, 以上の結果を二次元織物CMCやセラミックス単体における損傷挙動とも比較した。その結果, ある臨界エネルギー以下ではクレーターと多重破壊が生じ, 臨界エネルギー以上ではスポール破壊が生じること, 熱衝撃および高温暴露により脆性破壊モードに移行することが判明した。

    researchmap

  • メカニカル・ラチェット現象の利用による中空軸材へのボス・ベローズ成形加工法の開発

    2006年 - 2008年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(C)

    朱 霞, 岡部 永年, 高橋 学, 堤 三佳

      詳細を見る

    配分額:3390000円 ( 直接経費:3000000円 、 間接経費:390000円 )

    本研究では中空軸材の中間部にボスまたはベロー部(いわゆる, 肥大加工部)を成形できるユニークな冷間塑性加工法を考案した. 本加工法を用いて, 非鉄金属材料から鉄鋼材料までの幅広い工業用材料において, 材料強度を損なうことなく効果的に肥大加工部を成形させることを初めに可能にした. 加工過程における肥大加工部の成形挙動および加工限界を解明するとともに最適な加工条件を提案した.

    researchmap

  • 抗血栓・抗炎症能を有するハイブリッド小口径人工血管の開発

    2006年 - 2007年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(C)

    塩崎 隆博, 今川 弘, 河内 寛治, 角岡 信男, 高橋 学, 黄木 景二

      詳細を見る

    配分額:3000000円 ( 直接経費:2700000円 、 間接経費:300000円 )

    本研究では、小口径人工血管の開存率を向上させるべく、平成18年度においてハイブリッド人工血管の作製し、その模擬回路実験を行った。しかしながら、作製したハイブリッド人工血管の開存率は従来の人工血管のそれを凌駕するものではなかった。そこで、平成19年度においては、まず、小口径動脈グラフトの開存率を向上させるべく、アンジオテンシンIIタイプ1受容体ブロッカーを添加した効果を本研究で明らかにすることを目的とした。そこで、本研究においては、ラット血管を用いてグラフト血管保存時のアンジオテンシンIIの血管収縮性、拡張性に対する影響ならびに、それに対するバルサルタン(ARB)の作用を検討した。結果として、1)アンジオテンシンIIの濃度が100nmol/LのときにアンジオテンシンIIの影響がフェニレフリンの収縮反応に認められ、さらに、バルサルタン(ARB)はアンジオテンシンIIによるフェニレフリンの収縮力増強作用を抑制する傾向が認められたこと、2)アンジオテンシンII濃度が上昇することによりフェニレフリンの収縮力を増強する作用が認められ、さらに、バルサルタン(ARB)はアンジオテンシンIIによるアセチルコリンの内皮依存性弛緩反応抑制を阻害すること、を明らかにした。
    よって、本研究により、ARBの一種であるバルサルタンがグラフト血管の機能温存に有用であることを明らかとなった。この結果は、ARBをグラフト血管に添加することによりアンジオテンシンIIによる内皮機能障害を抑制することを示しており、ARBが小口径動脈グラフト血管の機能温存にも有用であることを示唆するものである。

    researchmap

  • 強化・再生自己心膜を用いて作製する生体弁の開発

    2005年 - 2006年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(C)

    今川 弘, 河内 寛治, 高橋 学, 中川 博道

      詳細を見る

    配分額:2800000円 ( 直接経費:2800000円 )

    近年の医療技術の進展に伴い,生体材料の研究開発が進み,これらは医療デバイス,又は生体部品の開発製造に生かされている.しかしまだまだ問題点は多い。人工臓器の中でも必要度が高いものの一つに生体弁がある.ヒト心膜を用いた生体弁は,免疫作用による生体材料劣化の程度は有意に少ないが,ヒト心膜の強度が不足が報告されていた.しかしながら,その強度不足の詳細は不明であった.そこで本研究においては,ヒト,ウシ,ブタにおける心膜の力学試験を実施し,基本力学挙動を比較検討することにより各動物種における心膜組織の機械的特性を調査した.
    膜厚においては,ブタ<ウシ<ヒト,最大荷重においてはヒト=ブタ<ウシ,最大応力においては,ヒト<ウシ<ブタとの結果であった.ヒト心膜は最大荷重ではウシ心膜の約50%であり,この強度不足が術後遠隔期の弁機能不全に繋がっていると考えられた.すなわち,ヒト心膜の物理的強度を200%にすれば,このヒト心膜を用いた人工弁の製作が可能となるであろう.一般に素材の強度比較においては,最大応力(単位断面積当たりに受け持つ荷重)が用いられる.実験結果では,ヒト心膜はブタ心膜の31%,ウシ心膜の74%の強度を有する結果となった.
    これらの結果より,ヒト心膜においては膜厚が最も厚いにもかかわらず,物理的強度の面では最弱であることが明らかとなった.よって,ヒト心膜を現行のウシ心膜弁の代替品として用いる際の問題点が明らかとなった.これは,ヒト心膜組織の物理的強度の不足である.さらに,ヒト心膜組織を増殖し膜厚を増すのみでは解決とはならない.ヒト心膜組織内の物理的強度の増強を図る方策が必須であることが,本研究により明らかとなった.

    researchmap

  • 多孔質セラミックス材料の熱衝撃損傷評価

    2004年 - 2006年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(C)

    堤 三佳, 岡部 永年, 高橋 学, 朱 霞

      詳細を見る

    配分額:2700000円 ( 直接経費:2700000円 )

    高温環境下でのフィルター用材料として期待されている先進材料の多孔質セラミックスについて,その熱衝撃特性を評価するための試験技術の開発を行った.まず,二段構成の燃焼装置を備えた高温ガス発生装置の開発を行い,各段の燃焼を独立に制御することで,排出ガスの急激な温度変化による熱衝撃負荷が可能な試験システムを構築した.次に開発された装置を用いて試料への熱衝撃負荷を行い,その試料の残存強度の測定によって損傷状態を評価するという一連の手法を確立した.さらに,熱衝撃時の温度測定データをもとにFEMによる熱応力解析を行い,熱応力が多孔質セラミックス試料にもたらす損傷の程度について定量的に推定できることを示した.
    また,熱衝撃試験技術の開発と平行して,多孔質セラミックスの基本的な破壊特性を検討するために,室温での各種破壊試験を実施した.それらの結果をもとに,本材料を材料要素と気孔要素の混合体とする数式モデルを構築した.さらにこれをFEMモデルに当てはめて本材料の破壊挙動の解析を行った.この結果,(1)本材の破壊時に非線形変形挙動として発現する損傷許容性と,その程度がき裂による破壊進行時の開放エネルギの散逸に関連していること,(2)破壊強度におけるばらつきや試験片寸法への依存性が気孔の分布状況によって支配されること,等を解析的に示すことができた.このような材料モデルを熱衝撃試験の解析に適用することでより精密な解析が期待できる.

    researchmap

  • 生体軟組織のバイオメカニクスと医療デバイスへの応用

    2004年 - 2005年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(C)

    高橋 学, 黄木 景二, 今川 弘, 渡部 祐司, 檜垣 高史

      詳細を見る

    配分額:2600000円 ( 直接経費:2600000円 )

    医療技術革新およびデバイス開発を進める上で,生体の力学的性質を知ることは極めて重要である.本研究は設定された医療デバイス開発を最終目標とし,その開発に必要な生体軟組織の様々な力学条件に対する力学的反応を詳細に調べた.また,計算シミュレーション技術を駆使し,実験では測定困難な物性値の推定,デバイス開発への予備試験を行った.さらに小型引張り試験機の開発も行った.
    1.肝臓の力学特性の解明
    1.1 試験機・試験法の開発
    顕微鏡下で組織のミクロな変形をその場観察できる負荷システムを開発・製作し,試験に供した.また,引張り試験時に軟組織をしっかりと固定することができるジグや,環境を模擬した容器などを製作し,実験を行った.
    1.2 肝臓の力学特性試験
    圧縮試験において,ひずみ速度依存性が見られ,それらに対して肝臓の損傷モデルを提案した.試験片サイズの影響および圧縮場におけるその場観察を行うことにより,微視的な損傷メカニズムの解明と損傷モデルを構築し,巨視的な損傷モデルの妥当性が確認された.
    1.3 変形シミュレーション
    圧迫型止血器具の開発を行うため,豚肝臓を用いて肝臓組織および腸膜の機械的特性の調査,肝臓に見られる非線形挙動の有限要素解析への適用法の検討,肝臓モデルによる変形シミュレーションから止血器具形状の最適化を行った.
    2.心外膜組織の力学特性の解明
    豚,牛,ヒトの心外膜を採取し,それぞれの機械的特性を調査し,比較を行った.ヒトの心外膜は他の動物と比較すると膜厚は十分厚いが,膜の引張り強さは半分程度と弱い.ヒトの心外膜を生体弁として使用できるよう強化するためには十分な荷重に耐えられるよう心外膜の厚さを増すか,心外膜を構成している線維自体を強化する,もしくは線維の密度を大きくする必要がある.
    3.デバイス開発
    心房中隔欠損孔を経カテーテルを用いて閉孔するデバイスを考案し,特許を提出した.

    researchmap

  • 熱音響冷却を用いた肝臓ガン周囲局部冷凍技術の開発

    2001年 - 2002年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(C)

    高橋 学, 渡部 祐司, 岡部 永年, 野村 信福, 堤 三佳

      詳細を見る

    配分額:3500000円 ( 直接経費:3500000円 )

    切離手術時間を短縮するための切離技術の一つとして,肝臓ガン局部凍結技術の開発を目的として,(1)将来肝臓の冷凍技術として提案している音波を用いた熱音響冷凍技術の開発,(2)冷却切離抵抗の研究および(3)肝臓冷凍針の開発と冷却特性の3つの実験が実施された.
    熱音響冷凍では汎用スピーカー(最大出力70W)を駆動源として使用した簡易型音響冷却装置を用いて冷却実験を実施した.内径26mm,長さ1500mm(約1/4波長)の真鍮円管を共振管とし,スタックには内径1mmの絶縁管を100本束ねたものを用い,作動流体に空気およびヘリウムガスを用いて常温常圧下で冷却実験を行った.その結果ヘリウムでは空気の場合の約3倍増の冷却効果が得られた.また,スタック表面積,内部圧力,および振動振幅は冷却効果に強い影響を与え,本実験で用いた簡易型装置でも,1mm^3程度の肝細胞であれば冷凍することが可能となる.
    冷却切離抵抗の実験では,ロボットによる肝臓の切離を行う際,正常な部位まで損傷させることは望ましくなく,正確な切離開始位置の決定が求められる.また,切離中に加わる抵抗が小さい程,滑らかな切離動作が実現でき,さらに刃物の損傷を防ぐことが可能である.視覚情報を用いた正確な切離開始位置の決定,及び,力覚情報により切離抵抗を低減するロボットシステムを提案する.視覚情報を用いた切離開始位置の決定手法では,肝臓の色の変化と温度の関係から,半冷凍部分(-1〜-3℃)の決定を行っている.また,力覚情報を用いた切離動作においては,インピーダンス制御を用いることで刃物の側面方向からの加重を低減し,目標とする切離抵抗による切離動作を実現している.肝臓の冷却特性および物性値を調べるため,豚の肝臓を用いた.血流を模擬して肝臓内に生理水を流し,その際の血管寸法の相違による熱伝導率の変化を実験データから逆解析することにより明らかにした.また,冷却温度,時間,冷却針からの位置をパラメータとした実験式を導出し,冷却予測が可能となった.

    researchmap

  • 膝関節のバイオメカニクスと装具開発

    2000年

      詳細を見る

    資金種別:競争的資金

    researchmap

  • セラミックス/金属接合材の強度に関する研究

      詳細を見る

    資金種別:競争的資金

    researchmap

  • Study on Strength of Ceramics/Metal Joints

      詳細を見る

    資金種別:競争的資金

    researchmap

  • セラミックスの接触強度に関する研究

      詳細を見る

    資金種別:競争的資金

    researchmap

  • Study on Contact Strength of Ceramics

      詳細を見る

    資金種別:競争的資金

    researchmap

▼全件表示

担当授業科目(学内)

▼全件表示

その他教育活動及び特記事項

  • 2020年4月 -2020年11月
    学長特別賞

社会貢献活動

  • ISO 21618 Fine ceramics (advanced ceramics, advanced technical ceramics) — Test method for fracture resistance of monolithic ceramics at room temperature by indentation fracture (IF) method

    役割:調査担当

    2019年3月

     詳細を見る

    種別:研究指導

    researchmap

  • ISO 21113 Fine ceramics (advanced ceramics, advanced technical ceramics) -- Test method for fracture toughness of monolithic ceramic thin plates at room temperature

    役割:運営参加・支援, 調査担当

    2018年7月

     詳細を見る

    種別:研究指導

    researchmap