2016 Fiscal Year Research-status Report
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16K05984
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| Research Institution | Osaka Prefecture University |
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Principal Investigator |
楳田 努 大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (60305646)
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| Project Period (FY) |
2016-10-21 – 2020-03-31
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| Keywords | 引張型ホプキンソン棒法試験機 / DIC法 / ひずみ速度依存性 / 試験片形状・寸法 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
追加内定のため、平成28年度10月末から研究を開始した。
10月末時点の当初予定では、（１）高速引張試験機（引張型ホプキンソン棒法試験機）、検力部付き平板試験片 及び 高速度カメラを用いた計測システムを構築し、（２）ひずみ分布推移を算出するデジタル画像相関（DIC）法プログラムの作成を考えていた。また、これまでの研究で実績のある鋼材のSPCC、SUS316を対象に検証実験を行うことも予定していた。現状では、
（１）引張型ホプキンソン棒法試験機、検力部付き平板試験片 及び 高速度カメラの準備：試験機本体、高速度カメラは用意できており、検証用の検力部付き平板試験片、試験片に貼付する小型ひずみゲージを購入した。一方、カメラ三脚用ステージの購入を予定していたが、実際に研究を進めるにあたって先に試験機（応力棒）に試験片を取り付けるアタッチメントの導入を考えるようになったため、購入を次年度に先送りすることにした。
（２）DIC法プログラムの準備：検証用の比較的大きな画像への適用は成功しているが、高速度カメラによる小さな試験片画像への適用は未検証であり、次年度に繰り越すことになった。
上記（１）、（２）が完了していないため、検証実験も次年度に先送りになっている。試験片の準備については、SUS316はそのまま予定通り、SPCCは購入時の都合でSS400に変更した。SPCCとSS400は、どちらも一般的な鋼材であり、問題とは考えていない。
実験を補完する数値解析に用いる陽解法FEMプログラムLS-DYNAのレンタル契約は、継続されている。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
10月末からの実施となったため、年度当初に決めた研究・教育リソースの配分を修正する必要があったが、実際にはうまくいかなかった。
とくに研究開始直後の11、12月は、担当授業の他に、年度当初から予定していた学内 及び 国際学会での研究発表が重なり、その後の1～3月は他の学生が付いている卒業研究テーマへの対応に追われ、本研究の進捗が遅れた。
10月末（実質的には11月）から研究テーマを変更できる指導下の学生がいなかった。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成29年度は、前年度にやり残した実施項目を遂行した後、鋼以外の材料への適用のため、材料特性が試験片検力部のひずみ分布に及ぼす影響について、数値解析を中心とする予備検討を行い、必要なら材料ごとに試験片形状・寸法を変更する。この段階では、数値解析に必要な材料定数は、基本的に文献や従来試験法による実験で得られた値を用い、必要なら予備的な実験も行い決定する。とくに樹脂材料は高精度の機械加工が難しく、また試験時の出力電圧を大きくしたいので、試験片の幅、厚さを大きくすることも考える。
平成30年度は、非鉄金属材料〔AZ91マグネシウム合金（hcp構造）、A7075ジュラルミン（fcc構造）、Ti-15V-3Cr-3Sn-3Alβ-チタン合金（bcc構造）、等〕に対して提案手法による試験を実施する。予備検討で決めた試験片形状・寸法を用い、実験結果に大きな差異を生じた場合は修正して最終的な応力－ひずみ関係を得る。実験を中心に、必要に応じて数値解析も援用し、供試材はその時点での市販品の流通状況を考慮して最終的に判断する。
平成31年度は、樹脂材料〔ポリ乳酸、PC、PA、等〕に対して提案手法による試験を実施する。ただし、応力棒が鋼材の場合、樹脂材料の発生応力が小さいので応力棒に貼付したひずみゲージからの出力電圧も小さく、SN比が小さくなる。良好な測定精度を実現するため、ジュラルミン（A7075）等の低弾性率材料の応力棒に変更する、前述のように試験片の平行部幅、厚さを大きくする、等の必要な対応を行う。その他の基本方針は非鉄金属材料に対するものと同様とする。平成31年度後半に、それまでの得られた研究成果をまとめる。
各年度に得られた成果は、その都度、国内外の専門誌に論文を投稿するか、国内外の学会、ホームページ等で発表する。
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| Causes of Carryover |
10月末からの実施に際し、年度当初に決めた研究・教育リソースの再配分が難しく、本研究の進捗が遅れた。
検討段階の変更に関わらず必要になる物品は先行して購入したが、他に購入を予定していた物品のうち、前年度前期の他予算ですでに同年度必要分を購入していた計算機、プリンタは購入を見送り、カメラ三脚用ステージについては、試験片を試験機に取り付ける機構を見直し、新しくアタッチメントを導入する方向で進めており、そちらが済み次第、アタッチメントを含む取り付け機構と組合わせて問題のないものを購入することとした。このアタッチメントの導入が次年度にずれ込んだため、カメラ三脚用ステージの費用が次年度使用額に含まれている。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
前年度前期の他予算で購入済みの計算機、プリンタの金額分については、そこから上記のアタッチメントの製作費を支出する予定である。残った金額があれば、本研究の遂行に必要で、古いまま使用している実験用のノートPCの買い換えに支出することを考えている。
カメラ三脚用ステージについては、アタッチメントを含む試験片の試験機への取り付け機構に合わせる形で購入する予定である。
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