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J-GLOBAL ID：201702223492897784   整理番号：17A1943557

4点曲げ試験により測定される遮熱コーティングのYoung率に基板ねじれが与える影響

Influence of substrate twisting on Young’s modulus measured by four-point bending test for thermal barrier coatings

著者 (8件)： KATO Masahiko (Department of Mechanical System Engineering, Fukuyama University) ,  MATSUO Yuuki (Graduate Student, Hiroshima University) ,  WAKI Hiroyuki (Department of Mechanical Engineering, Iwate University) ,  TAKAHASHI Satoru (Department of Mechanical Engineering, Tokyo Metropolitan University) ,  AKEBONO Hiroyuki (Department of Mechanical System Engineering, Fukuyama University) ,  SUGETA Atsushi (Department of Mechanical System Engineering, Fukuyama University) ,  KOJIMA Yoshitaka (Mitsubishi Hitachi Power Systems Ltd.) ,  ONO Fumio (New Materials Center, Osaka Science and Technology Center)
資料名： Mechanical Engineering Journal (Web)  (Mechanical Engineering Journal (Web))
巻： 4  号： 5  ページ： 16-00714(J-STAGE)  発行年： 2017年 
JST資料番号： U0484A  ISSN： 2187-9745  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： 日本 (JPN)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 試料ねじれが遮熱コーティング(TBC)のYoung率に与える影響を,ISO 19477に基づく4点曲げ試験と三次元有限要素解析(3D FEM)を使って調べた。ピンの回転ありとなしの冶具を使って,ねじれ基板試料の4点曲げを行って,ピン接触状態の影響を調べた。ひずみゲージと最大変位法により,Young率を計算した。その結果は,ねじれ基板の荷重-ひずみ曲線と荷重-最大ひずみ曲線は,固定及び回転ピン状態で,線形関係を示した。ねじれ角増加によるYoung率の減少は,ひずみゲージ法では観測されなかったが最大変位法では観測された。しかしながら,最大変位法における最大5%の減少は,ピン回転により改良された。3D FEMの結果は,FEMにより得られたYoung率が実験値と定量的によく一致することを示した。ひずみ分布の解析は,ひずみゲージ法での試料ねじれの不感性は,ひずみゲージが取り付けられている試料中央におけるひずみの差が小さいことが原因であることを示した。最大変位法でのねじれ試料のYoung率の減少は,試料の不均質な曲率分布に対応していた。TBCの試料ねじれがYoung率に与える影響を,3D FEMにより評価した。基板試料に対するのと同じ傾向が観測されたが,減少量は大きくなった。基板試料に対する減少よりも約5倍大きな減少が,固定ピン状態下の最大変位法により,ねじれ角0.058で観測された。しかしながらこの減少は,ピン回転により改良された。ひずみゲージ法が,ねじれ角0.058まで,ねじれTBC試料のYoung率を十分な正確さで評価できることを解析結果は示した。(翻訳著者抄録)

シソーラス用語： *遮熱コーティング ,  *Young率 ,  *曲げ試験 ,  *基板 ,  *ねじり ,  *数値解析 ,  有限要素法 ,  *ピン ,  *接触 ,  *歪計 ,  角度 ,  *歪分布 ,  タービン翼 ,  発電設備 ,  熱効率 ,  解析モデル
準シソーラス用語： *四点曲げ試験 ,  ねじれ角

著者キーワード (5件)： Thermal barrier coatings ,  Young’s modulus ,  Twisting ,  Four point bending test ,  Finite element analysis

分類 (1件)： 材料試験  (HB02020U)

引用文献 (13件)：

• Basu, D., Funke, C. and Steinbrech, R. W., Effect of heat treatment on elastic properties of separated thermal barrier coatings. Journal of Materials Research, Vol.14, No.12,(1999), pp.4643-4650.
• Goward, G. W., Progress in coatings for gas turbine airfoils. Surface & Coatings Technology, Vol.108, No.1-3, (1998), pp.73-79.
• Guo, S. Q. and Kagawa, Y., Effect of thermal exposure on hardness and Young's modulus of EB-PVD yttria-partially-stabilized zirconia thermal barrier coatings. Ceramics International, Vol.32, No.3, (2006), pp.263-270.
• ISO standard, Metallic and other inorganic coatings -- Measurement of Young's modulus of thermal barrier coatings by beam bending. ISO 19477, (2016)
• Jang, B. K. and Matsubara, H., Influence of porosity on hardness and Young's modulus of nanoporous EB-PVD TBCs by nanoindentation. Materials Letters, Vol.59, No.27, (2005), pp.3462-3466.

タイトルに関連する用語 (4件)： 4点曲げ試験 ,  遮熱コーティング ,  Young率 ,  ねじれ