金属破断面微細構造のバーチャルリアリティーによる表現

1995 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 06555025
• Research Institution: University of Tokyo
• Principal Investigator: 酒井 信介 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助教授 (80134469)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 岡村 弘之 東京理科大学, 理工学部, 教授 (00010679) ; 高野 太刀雄 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助手 (10010852)
• Keywords: バーチャルリアリティー / 電子顕微鏡 / フラクトグラフィー / FRASTA / 画像処理 / 材料強度

Research Abstract

バーチャルリアリティシステム:バーチャルリアリティシステムを新たに開発し、以下のことが可能となった。(1)3次元CG技術の応用により、電子顕微鏡像の立体表示ができる。応用例として、シャルピー衝撃破断面、弾塑性疲労破断面の観察を行なった。(2)シャッターメガネを用いた、立体資により、立体形状の奥行きの把握が可能となった。(3)ウォークスルーに代表される、画像の動的表示により、微小空間に入り込んだかのような臨場感を味わえる。(4)6自由度入力デバイスを使うことで、画面上の破面の観察の自由度が増え、臨場感を増すことができる。
解析アルゴリズムの開発:バーチャルリアリティの応用例として、微視破断面の解析技法の一種であるFRASTAに応用することを試みた。そのためのアルゴリズムを新たに開発し、破壊過程の推測を行なった。この結果、VRの特性を生かすことにより、以下が実現できた。(1)CGの隠面処理の機能がそのまま活かされ、破面の重なりありから破壊の進行状況が直接表示される。(2)立体の形状を持つ破面を自由自在に回転、移動できるので、試行錯誤の対応付け作業の負担が軽減される。(3)破面データの撮影時に水平基準の誤差がある場合にも、FRASTA解析時にそれを補正することができる。(4)破面を移動させることが破壊の時間的進行に相当するため、破面を操作することで時間的な変化を直接把握することができる。(5)対応付けの作業中に破壊の時間的進展を知ることができ、またその試行錯誤が容易に行なえるため、破面の操作を繰り返すことで対応付けの判断基準の曖昧さを補うことができる。(6)三次元デバイスと動画表示の組み合わせにより、破面の任意の箇所に没入していく感覚を味わうことができる。
開発したシステムを用い、衝撃破壊、疲労破壊の典型的破面のFRASTA解析を実行した。

Research Products

• [Publications] S. SAKAI, H. OKAMURA, M. NOMURA and H. UMEMOTO: "3D Anaktsus of SEM Picture Using Delaunay Triangulation" 日本機械学会講演論文集. 940(10)II. 577-579 (1994)
• [Publications] S. SAKAI, H. UMEMOTO, M. NOMURA and H. OKAMURA: "3D Analysis of Fracture Surface Using Delaunay Triangulation (2nd Report, Analysis If Arbitrary Points)" 日本機械学会講演論文集. 940(30)I. 450-452 (1994)