2020 Fiscal Year Annual Research Report
Prediction of Development of Inhomogeneous Plastic Deformation and Fracture Based on Change in Elastic Height Distribution in Polycrystalline Metals
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18H01337
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| Research Institution | Okayama University |
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Principal Investigator |
多田 直哉 岡山大学, 自然科学研究科, 教授 (70243053)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
上森 武 岡山大学, 自然科学研究科, 准教授 (70335701)
坂本 惇司 岡山大学, 自然科学研究科, 助教 (50752052)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 弾性不均一変形 / 塑性不均一変形 / 表面高度分布 / 多結晶金属材料 / 表面あれ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
最終年度にあたる令和2年度は，内部結晶粒の影響が少ない純チタン薄膜試験片の平行部に緩い切欠きを加工した試験片を準備し，引張荷重の増加に伴う切欠き部周辺における微視的変形挙動の観察を行った．変形とすべり線の観察および結晶方位測定には，走査型電子顕微鏡およびそれに付随するEBSD装置を用い，高度分布の測定にはデジタルホログラフィック顕微鏡（DHM）を用いた．いずれの形状の切欠きに関しても，そのすべり変形の開始は，従来提案されているシュミット因子に加え，臨界分解せん断応力，巨視的応力集中の度合いを示す因子，の三者を用いて予測できることを明らかにした．これは，一様断面以外の応力集中部を有する材料であっても，そのすべり変形の開始が各結晶粒の微視的な弾性変形特性を基に予測できることを示している．
これと並行して，通常厚さの純チタン平板試験片に関して，荷重を段階的に増加させる引張試験を実施し，各引張荷重から除荷後に残留応力分布を測定し，すべり線と残留応力の分布を比較した．その結果，観察領域内の各結晶粒内におけるすべり線の入り方と残留応力の分布にある程度の相関が見られたものの，その相関は強くなかった．弾性変形と塑性変形が強い相関を示すため，局所的な塑性変形の開始を示すすべり線の発生と除荷後の残留応力にはある程度の強い相関があるのではと予想したが，明確な相関は得られなかった．
一方，結晶塑性有限要素解析に関しては，前年度に実施した二次元多結晶体モデルの三次元への拡張を試みた．しかしながら，三次元形状の結晶粒を商用有限要素解析ソフトウェアに組み込むと十分なメッシュ精度を確保出来ない等の問題点が明らかにあり，研究期間内に三次元モデルに基づく本格解析を実施することは出来なかった．
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| Research Progress Status |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(5 results)
