結晶再構成運動理論に基づく塑性変形誘起結晶構造解析手法の開発

1999 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11450050
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Research Institution: Osaka Institute of Technology
• Principal Investigator: 仲町 英治 大阪工業大学, 工学部, 教授 (60099893)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 渋谷 陽二 大阪大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (70206150) ; 眞崎 才次 大阪工業大学, 工学部, 教授 (30079537)
• Keywords: SEMサーボ試験機 / 結晶方位解析装置 / 純アルミニウム単結晶 / 弾 / 結晶粘塑性 / 有限要素法 / 結晶再構成運動理論 / FCC単結晶板材 / 結晶方位回転 すべり帯

Research Abstract

本研究の目的は,塑性変形に伴う結晶形態の変化をサブミクロン単位で計測できる装置を製作し,結晶内すべり変形および結晶方位回転に関する実験観察を行い,研究代表者が提案した結晶再構成運動理論に基づく弾/結晶粘塑性有限要素法による塑性変形誘起結晶構造解析手法の正当性を検証することにある.本結晶再構成運動理論は,結晶構造変化のダイナミックスを分子配座エネルギー極小化理論に基づいて説明するもので,生体超高分子材料の再構成運動の解析結果を基に展開した新しい結晶塑性理論である.本結晶再構成運動理論に基づく結晶塑性材料モデルを組み込んだ有限要素法解析手法によって,FCC単結晶板材の引張り変形解析を行い,同時に行う微視形態計測装置による変形中の結晶方位分布およびひずみの局所集中の進展に関する計測結果と比較を行い,本有限要素解析手法の有効性を確かめた.本年度の主要な研究成果は以下の2点である.(1)既存の島津社製SEMサーボ試験機のSEM内にOXFORD社製結晶方位解析装置(EBSD)式を組み込み,純アルミニウム単結晶に引張り塑性変形を加えた。そこで,塑性変形誘起された転位群,すべり帯,局所くびれ帯等の変形挙動,および結晶方位回転を計測した.(2)新たに提案した結晶再構成運動理論の検証とその新理論に基づく弾/結晶粒塑性有限要素法による塑性変形解析結果と実験結果との比較を行った.板材微小試験片の引張り塑性変形にともなうすべり帯の発生および結晶方位回転に関して定性的な一致を得た.

Research Products

• [Publications] 森本秀夫,播本将英,仲町英治: "FCC結晶板材の塑性変形問題の弾/結晶粘塑性有限要素解析と実験観察"第12回計算力学講演会講演論文集. 79-80 (1999)
• [Publications] 仲町英治 三宅英治: "結晶集合組織を考慮した弾/結晶粘塑性有限要素法による厚肉円管圧縮解析"第12回計算力学講演会講演論文集. 89-90 (1999)
• [Publications] E.NAKAMACHI,C.L.XIE,K.HIRAIWA: "Development of Elastic/Crystalline Viscoplastic Finite Element Analysis Code Based on the Meso-Phenomenological Material Modeling"Proceedings of NUMISHEET'99. 79-90 (1999)
• [Publications] 仲町英治,森本秀夫,平岩幸二郎 他: "弾/結晶粘塑性有限要素法によるFCC単結晶板材料の塑性不安定解析"平成11年度塑性加工春季講演会講演論文集. 161-162 (1999)
• [Publications] E.NAKAMACHI,K.HIRAIWA,他.: "Elastic/Crystalline Viscoplastic Finite Element Analysis of Single-and Poly-Crystal Sheet Deformations and their Experimental Verification"International Journal of Plasticity. (掲載予定).
• [Publications] 仲町英治,森本秀夫,平岩幸二郎 他: "新硬化-軟化発展方程式に基づくFCC単結晶塑性変形問題の弾/結晶粘塑性有限要素解析"日本機械学会論文集. (掲載予定).
• [Publications] 仲町英治、他: "バイオメカニクス数値シミュレーション"株式会社コロナ社. 220 (1999)