2020 Fiscal Year Annual Research Report
光音響学的手法による異材接合部の非破壊評価技術の開発
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18H01722
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| Research Institution | Niigata University |
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Principal Investigator |
佐々木 朋裕 新潟大学, 自然科学系, 教授 (40432067)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
坂本 秀一 新潟大学, 自然科学系, 准教授 (40211932)
プラムディタ ジョナス 日本大学, 工学部, 准教授 (50615458)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 残留応力 / 異種材接合 / 可視化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
2020年度の研究では，光学計測においては，前年度に新たに導入した長短2波長のレーザー光源を用いた２次元変位分布の動的計測の開発，および共同研究先であるSoutheastern Louisiana Universityと光干渉縞から変位分布を算出するための位相解析プログラムの開発を行った．この中で，位相解析においては，金属材料の外力による変形や，加熱による熱変形を動的に可視化するため，通常の光計測に用いられる位相シフトによらない簡便な位相解析手法（微分法）を提案した．同時に，本手法で計測される干渉縞模様から材料変形・破壊の機構を論じるためのメゾ力学的モデルを考案した．その一例として，アルミニウム合金の塑性変形時に生じる「セレーション現象」を対象に，メゾ力学観点から，セレーション現象における変形の波動現象を明らかにした．
さらに，本研究の目標である異材接合体の残留応力の可視化手法においては，昨年度の研究において明らかにされた熱変形挙動の応力依存性を利用したあらたな応力解析手法の開発に着手した．赤外レーザーによる局所加熱装置を光学系に追加し，赤外レーザー加熱による局所熱膨張，緩和挙動を動的に可視化する装置を作製した．変形領域が約1mm径程度の局所変形による熱緩和挙動と残留応力の関係を明らかにした．また，局所加熱部を走査させることにより，広視野測定の可能性を示した．ろう付や融接により生じた残留応力を対象に，各種接合プロセス因子と微小熱変形の関係を定量的に評価するとともに，FEMモデルによる解析から接合部の変形機構を考察した．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
新型コロナウイルスによる国際会議等の中止により，研究成果の発表の場は制限されている状況ではあるが，赤外レーザー加熱装置の導入や測定技術の開発は当初の計画通り進んでいる．熱膨張挙動の応力依存性については昨年度に引き続き国内の学会にて発表している．また，変形モデルの構築に関しては，共同研究先との直接的な議論が困難ではあるが，WEB会議による通信が出来ている．その結果，メゾ力学的モデルに関する論文を発表しており，本研究課題はおおむね順調に進展しているといえる．
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| Strategy for Future Research Activity |
引き続き，新型コロナウイルスへの対策により実験に遅れがある部分においては，FEMモデルによる解析実験や昨年度導入した赤外レーザー光源を制御するためのソフトウェアの開発を中心に進めて，全体の遅れを最小するために対処する．すでに，本装置を用いた実験結果も出ているため，研究結果は今後開催される国際会議，論文等で発表する予定である．
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