| Project/Area Number |
19K14846
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 18010:Mechanics of materials and materials-related
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| Research Institution | Tokyo University of Science |
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Principal Investigator |
Ito Kiyohiro 東京理科大学, 工学部機械工学科, 助教 (10778210)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2021-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2020)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2019: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
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| Keywords | ひずみ速度依存性 / 温度依存性 / 球体衝突 / 金属材料 / 圧痕 / 材料定数 / 球体高速衝突試験 / 高速衝突 / 材料特性 / 構成式 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では，材料のひずみ速度と温度依存性を考慮した構成式の材料定数について，球体衝突試験によって簡易的に評価する手法を確立することを目的とする．そのために，球体衝突により基材に生じる圧痕直径を高精度に予測可能な理論モデルの構築，ならびに高温環境下球体衝突試験装置の開発を行う．本手法では，球体衝突試験を行い，基材に生じる圧痕直径を測定するだけで構成式の材料定数が得られる．そのため，自動車や航空機の衝突解析や塑性加工解析を実施している幅広い産業分野への貢献が期待できる．
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| Outline of Final Research Achievements |
The deformation resistance of metallic materials varies depending on the temperature and strain rate. In order to realize simple and high-accuracy estimation of the temperature and strain rate dependencies, an original estimation method based on the ball impact test was developed. Using this method, the temperature and strain rate dependencies can be estimated with high-accuracy from the difference between indentation sizes formed by the ball impact test at different temperatures or different impact velocities. The ball impact analysis based on the finite element method demonstrated that the temperature and strain rate dependencies can be estimated with high-accuracy under the conditions of various materials, ball radii, and impact velocities by the developed method.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
本研究で新たに開発した評価手法では，異なる温度もしくは衝突速度で球体衝突試験を行い，材料表面に形成した圧痕寸法を測定するだけで温度やひずみ速度依存性を高精度に評価することができる．さらに，既存の評価手法では困難であった100000 1/s以上の超高ひずみ速度を実現できる．これにより，自動車などの輸送機器の衝突安全性向上や，切削やプレスといった機械加工の高速・高効率化など，幅広い産業分野への貢献が期待できる．また，超高ひずみ速度下における材料の変形メカニズムの解明にも有効となり得ることが期待でき，高い学術的意義も有している．
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