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相変態による自己制振および励振効果をもつスマート材料開発のための基礎研究

Research Project

Project/Area Number 14750068
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Materials/Mechanics of materials
Research InstitutionHiroshima University

Principal Investigator

岩本 剛  広島大学, 大学院・工学研究科, 助手 (40274112)

Project Period (FY) 2002 – 2004
Project Status Completed (Fiscal Year 2004)
Budget Amount *help
¥3,400,000 (Direct Cost: ¥3,400,000)
Fiscal Year 2004: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,300,000)
Fiscal Year 2003: ¥1,500,000 (Direct Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2002: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000)
KeywordsTRIP鋼 / ひずみ誘起マルテンサイト変態 / 制振および励振効果 / 動的変形および変態挙動 / スマート材料 / 数値シミュレーション / セルラーオートマトン
Research Abstract

相変態,変形による熱発生と相まって振動制御現象は複雑化するものと考えられるため,相変態による振動制御のメカニズムの解明,振動制御現象の発生条件等を検討するためには数値シミュレーションによるアプローチが有効である.本研究では,マルテンサイト変態を生じる材料としてTRIP鋼を選び,強制振動下における振動試験を行い,数値シミュレーション結果の妥当性を評価する.さらに,巨視的構成式を用いた数値シミュレーション結果に基づいて,振動制御に最適な微視組織をセル・オートマトン法を用いて求める.これらの結果を総合し,TRIP鋼の自己振動制御機能の発現を目指し,振動制御機能を最適化するよう材料設計への指針を得る.
今年度は申請時に計画した"シミュレーション結果の妥当性の検証と自己振動制御効果の実現化"を行う"実験系"および"セル・オートマトン法による自己振動制御効果を持つ最適組織形態の検討"を行う"微視セル・オートマトンシミュレーション系"を遂行した.
前年度においてシミュレートした結果を踏まえて,実際にスプリットホプキンソン棒試験機を用いて衝撃引張,圧縮試験を行った.この際,実験は外部機関保有の施設の実験装置により行った.同時に,今回申請の体積抵抗率測定装置によりマルテンサイト相体積分率の時刻暦応答,ならびに温度を一定とするため恒温槽を試作し,熱電対により温度も併せて測定した.温度,変形速度等,試験条件を変化させた一連の試験により,TRIP鋼の自己振動制御効果を調査した.
加えて,前年度作成した組織形成シミュレーション用基本プログラムにより初期結晶方位の異なる場合の組織形成シミュレーションを行い,マルテンサイト相の微視組織は母相の初期結晶方位にかなり依存することを明らかにした.また,Voronoi多角形分割により多結晶を表現する組織形成シミュレーション用基本プログラムを作成した.

Report

(3 results)
  • 2004 Annual Research Report
  • 2003 Annual Research Report
  • 2002 Annual Research Report
  • Research Products

    (14 results)

All 2005 2004 Other

All Journal Article (6 results) Publications (8 results)

  • [Journal Article] セルオートマトン法を用いたTRIP鋼におけるマルテンサイト相形態形成の変態・熱・結晶塑性解析2005

    • Author(s)
      岩本 剛
    • Journal Title

      第54回理論応用力学講演会講演論文集

      Pages: 215-216

    • NAID

      130004603553

    • Related Report
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  • [Journal Article] TRIP鋼の衝撃変形挙動ならびに体積抵抗率の温度依存性2004

    • Author(s)
      佐々木理洋
    • Journal Title

      日本機械学会2004年度年次大会講演論文集 1・04-1

      Pages: 207-208

    • Related Report
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  • [Journal Article] Finite element simulation of martensitic transformation in single-crystal TRIP steel based on crystal plasticity with cellular automata approach2004

    • Author(s)
      Takeshi IWAMOTO
    • Journal Title

      Key Engineering Materials 274-276

      Pages: 679-684

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] TRIP鋼の衝撃変形・変態挙動の実験と数値シミュレーション2004

    • Author(s)
      岩本 剛
    • Journal Title

      日本機械学会第17回計算力学講演会講演論文集 04-40

      Pages: 45-46

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] 非局所性を導入したTRIP鋼の変形・変態挙動の結晶塑性有限要素シミュレーション2004

    • Author(s)
      岩本 剛
    • Journal Title

      日本機械学会第17回計算力学講演会講演論文集 04-40

      Pages: 51-52

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] Experimental study on impact deformation and transformation behaviors of TRIP steel by split Hopkinson pressure bar method under liquid environment2004

    • Author(s)
      Masahiro SASAKI
    • Journal Title

      Proceedings of PLASTICITY2005

      Pages: 499-501

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  • [Publications] 岩本 剛: "セルオートマトン法による単結晶TRIP鋼の変形・変態挙動の有限要素シミュレーション"日本機械学会M&M2003材料力学部門講演会講演論文集. No.03-11. 499-500 (2003)

    • Related Report
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  • [Publications] 岩本 剛: "Voronoi多角形による多結晶TRIP鋼の変形挙動の数値シミュレーション"日本機械学会第16回計算力学講演会講演論文集. No.03-26. 421-422 (2003)

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  • [Publications] Takeshi IWAMOTO: "Computational simulation of patterning process of martensite in TRIP steel by crystal plasticity FEM with cellular automata approach"Dislocations, plasticity and metal forming (Edited by A.S.Khan), Proc.Plasticity 2003. 220-222 (2003)

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  • [Publications] 佐々木 理洋: "液体雰囲気中におけるTRIP鋼の衝撃変形及び変態挙動のHopkinson棒法による実験的評価"日本機械学会中国四国学生会第34回学生員卒業研究発表講演会. 42 (2004)

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  • [Publications] Takeshi IWAMOTO: "Computational Simulation of Impact Deformation Behavior of TRIP Steel by Dynamic Explicit FEM"Proc. 14^<th> U. S. Nat. Congress on Theor. Appl. Mech.. 339-340 (2002)

    • Related Report
      2002 Annual Research Report
  • [Publications] Takeshi IWAMOTO: "FE Simulation Using Cellular Automata Approach of Martensitic Transformation Process in Single Crystal of TRIP Steel Based on Continuum Crystal Plasticity Theory"Proc. 14^<th> U. S. Nat. Congress on Theor. Appl. Mech.. 420-421 (2002)

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      2002 Annual Research Report
  • [Publications] 岩本剛: "高速変形下におけるTRIP鋼の変形挙動の数値シミュレーション"日本機械学会第15回計算力学講演会講演論文集. 107-108 (2002)

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      2002 Annual Research Report
  • [Publications] 岩本剛: "結晶塑性理論位基づくTRIP鋼の変形・変態挙動の数値シミュレーション"日本機械学会関西支部第25回NCP研究会・機械の強度と形態研究懇話会 シンポジウム論文集. 19-20 (2002)

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      2002 Annual Research Report

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Published: 2002-04-01   Modified: 2016-04-21  

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