お客様の挑戦
オーランドにあるセントラルフロリダ大学（UCF）は、1963年の創立以来、質の高い教育とイノベーションで高い評価を得ています。この間、同大学の機械 / 材料 / 航空宇宙工学科は、この地域にある世界的なメーカーや組織と強力な提携関係を築いてきました。これには Siemens Power Generation、Lockheed Martin、Pratt & Whitney、三菱パワーシステムズ、さらにはケネディ宇宙センターがあります。
また、これらの企業に優秀な技術者を安定的に供給するだけでなく、企業が抱える技術的な課題を解決するために緊密に協力することも評価されています。
UCF は、優れた教育の提供と地元産業の支援という 2 つの使命を果たすために、高温材料試験をコア機能に加えたいと考えていました。このような機能を開発することは、学生の学習体験を向上させ、また、学部のパートナーである超高温で動作する製品を製造する地元産業にも利益をもたらします。
2006 年、UCF は Ali P. Gordon 博士を、教授および高温材料試験能力の開発監督者として招聘することになりました。当時、ジョージア工科大学の大学院生だった Gordon 博士は、タービンブレード材料の高温挙動の解明に重点を置いて研究を行っていました。このような経験から、同部門の材料試験を次のレベルに押し上げるための理想的な候補者となりました。
「実験室と教室の両方で実際的な機械工学を強化したいという学部の関心に、すぐに惹かれました」と Gordon 博士は語りました。「そして UCF には、機械的挙動における全米トップレベルの研究実験施設を建設するための条件が整っていることが明らかでした。私は早く始めたいと思っていたのです。」
この分野における高温域での機械的試験能力を開発するためには、負荷フレーム、制御装置、ソフトウェア、および多数の付属品を入手する必要があります。過去の経験から、Gordon 博士はこれらのコンポーネントをシームレスに動作させることが本当の挑戦だと考えていました。
「過酷な使用環境下で効果的な材料試験を行うには、力、動き、データ収集、環境シミュレーションを正確に調和させる必要がありますが、構成の点から見た場合、その実現は非常に困難です」とGordon 博士は語りました。「ですから、試験ソリューションパートナーを探す際には、確かな技術と高度なシステムインテグレーションの専門知識の両方を提供できるところを探しました。それが、MTS を選んだ理由です。」
MTS のソリューション
2006 年 12 月、MTS はゴードン博士と協力し、UCF の機械、材料、航空宇宙工学部門のための高温材料試験機能の開発を開始しました。これには、Model 810油圧サーボ負荷フレーム、TestStar IIs コントローラ、多用途 TestWare® ソフトウェアで構成された既存の機械試験システムに、MTS 抵抗加熱器、Model 646 水冷式油圧ウェッジグリップ、1200℃ までの高温で高い直線性と低いヒステリシスを維持できる高温軸方向伸縮計などの高温環境シミュレーションコンポーネントを統合する必要がありました。
新たにアップグレードされたシステムにより、Gordon 博士の学科では、研究、学生、そして地元産業をサポートするために、あらゆる種類の高温試験を行うことができるようになりました。「この新しいシステムは、超高温環境下での疲労、破壊、クリープ疲労、低サイクル疲労、熱機械疲労、引張荷重、応力/緩和試験など、機械試験の能力を効果的に拡張してくれました」と彼は言います。
この新しい高温試験機能を使って、産業界のパートナーにより良いサービスを提供している2つの例を Gordon 博士は挙げています。「Siemens との関係の一環として、現在、陸上の蒸気タービン用の鋼材に、100℃ から 500℃ の温度サイクルで、熱的ひずみと機械的ひずみを同時に与えています」と博士は報告しました。「さらに、フロリダ航空宇宙・航空推進装置センター（FCAAP）の技術者が、ノッチのある部品が 500℃ の非等温疲労条件でにおける反応の研究を支援しています。この 2 つのアプリケーションは、これらの部品が使用条件下で受ける微細構造の損傷メカニズムについて、貴重な新しい知見を与えてくれます。」
Gordon 博士は、自分たちのグループのMTS試験ソリューションが、高温、あるいは熱暴露だけに限定されないことに満足していると述べました。
「応力腐食割れ（SCC）現象についても、米海軍研究局（ONR）と協力して研究しています。具体的には、Hg などの液体金属が近接しているアルミニウムの初期クラック進展の時間依存性を研究しています」とGordon 博士は語ります。「そして、NASA と United Space Alliance, LLC のエンジニアは、ガスケット材料のクリープ - 緩和反応を研究するために当社の能力を利用しています。現在、これらのテストは室温で行われていますが、宇宙での極低温状態をシミュレートするために、チャンバーなどを追加することを検討しています」
「どのような侵食環境を再現する必要があったとしても、MTS の技術は汎用性が高く、シミュレーション環境の開発に役立つと確信しています」と博士は付け加えました。
お客様のメリット
Gordon 博士によると、UCF の機械、材料、航空宇宙工学部における材料特性評価能力の拡大は、学生、工学部コンピュータ科学学科、そして大学の商業パートナーにとっても非常に大きなメリットがあります。
「先進的な材料が過酷な使用環境下でどのように振る舞うかについて、より注目することができるようになりました」と Gordon 博士は語りました。「これらの機能により、当社は材料科学をこれまで以上に深く掘り下げることができ、当社が協力している企業は、より正確な部品の挙動予測ツールを開発することができます。」
自分の部署のテスト機能は洗練されているが、テストを作成して実行するためのツールは比較的簡単に理解して使用できると Gordon 博士は強調しました。これは、UCF の工学系学部生が実験力学の実験コースを受講する際に、特に有用です。「MTS ソフトウェアのシンプルなユーザーインターフェイスと視覚化ツールにより、特に疲労と破壊のアプリケーションにおいて、高度な概念であっても簡単に把握することができます」と Gordon 博士は語ります。「この機器のアップグレードにより、学生の学習体験が明らかに豊かになりました」
また、Gordon 博士は、研究所の試験能力の向上には、MTS の人材が不可欠であるとも述べています。「MTS、特にテクニカルサポートのスタッフと一緒に仕事ができてうれしかったです」と彼は言います。「MTS の試験技術が市場で最も信頼できるものであることは、経験からわかっていました。その信頼性がサービスマンにも及んでいることを実感しています」
