超音波塑性加工およびその類似加工法に関する微視的研究と難加工材への応用

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14750586
• Research Institution: Kyoto Institute of Technology
• Principal Investigator: 飯塚 高志 京都工芸繊維大学, 工芸学部, 助手 (60335312)
• Keywords: 塑性加工 / 超音波加工 / 塑性変形 / 分子動力学法 / 通電加工 / Blaha効果

Research Abstract

本年度は超音波塑性変形の基本的現象の把握と塑性変形に対する電流の影響の有無を検討することを目的として研究を行い,以下の結果を得た.
1.Blaha効果の原子レベルにおけるメカニズムの解明
Blaha効果を引き起こすメカニズムの中で特に原子運動に関する現象を明らかにするために,分子動力学法を用いて引張り・圧縮・せん断などの変形をモデル化し,変形中に振動を加えることによって生じる効果を調査した.この原子モデルにおいても振動付加による降伏応力の減少が確認できたことから,転移セル等のメゾ的な領域のみならず原子的なレベルにおいても系の振動の影響が塑性変形特性に表れることを明らかにできた.これは応力重畳の効果が主要因であると考えられ,振動を加えることによって塑性変形を引き起こす駆動力であるせん断応力の増加が生じ,それによって局部的に変形を促進するためであると考えられる.
2.結晶粒および粒界を考慮した試験片の作成
ひずみ焼き鈍し法によって粗大結晶粒を有する試験片作成を行った.粒界構造の制御および試験片加工の影響を取り除くことは困難であるが,粒界および粒界3重点をもつモデル試験片の作成が可能となった.
3.塑性変形時の超音波の影響の検討
塑性変形時の超音波の影響を調査するための材料試験用の装置の設計を行い,予備的な検討として非接触変位計を利用したひずみ計測を行い,現状の方法の問題点を把握した.
4.通電塑性変形の基本的現象のモデル化
通電状態の変形のモデル化を分子動力学法を利用して古典的方法で行い,統計的手法および連続体への応用を検討した.実際の試験においては通電時の温度上昇の影響の取り扱いが課題となった.