2020 Fiscal Year Research-status Report
六自由度ランダム振動と熱衝撃を受けるマイクロ接合構造の強度信頼性
Project/Area Number |
19K04068
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Research Institution | Yokohama National University |
Principal Investigator |
澁谷 忠弘 横浜国立大学, 先端科学高等研究院, 教授 (10332644)
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Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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Keywords | 界面強度 / HALT / 六自由度振動 / 材料強度 / ランダム振動 / 熱衝撃 / 複合負荷 / 高加速限界試験 |
Outline of Annual Research Achievements |
高耐熱樹脂材料の基礎物性の取得に関しては、試作したプリンカップ試験の試験結果を対象として、Cohesive Zone Model(CZM)モデルを用いた有限要素解析により、界面のエネルギ解放率を推定した。過去のプロジェクトの値を参考にして、まずはウエイトなどの負荷をかけずに試験を実施して,純粋に六自由度ランダム振動による破壊挙動を調査したところ、破壊が確認されなかったため、その原因について検討した。初年度想定していた過去のプロジェクトで得られた強度に比べて高い値であったため、振動試験方法の見直しを行った。まず、プリンカップ試験片を対象に拘束条件を変えてモード解析を行い、固有振動数及び変形モードについて確認した。六自由度振動に対しては、片持ちはりの条件が最も応力が発生しやすい条件であったため、本条件でCZMモデルで推定された強度で破壊する条件を検討した。過渡応答解析を行い、界面に作用する応力を評価したところ、発生応力が界面強度に比べ低い値となったため、試験片の構造を修正して界面部により厳しい応力集中部を作成する必要があることが明らかとなった。最終年度は、基板側の銅をエッチングすることで応力集中度高くして振動による破壊試験を実施する予定である。さらに、別途界面強度が低い試料を準備して、同様の検討を行う。複合負荷試験における非比例負荷の影響については、複合負荷試験における温度負荷条件と振動条件について検討し、最終年度に実施予定の複合負荷試験の試験条件について検討した。
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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
試作した試験体が想定上の強度を有していたため、初年度想定していた試験結果は得られていないもの、数値シミュレーションによる原因分析などを通じて研究目的である六自由度ランダム振動における破壊機構については明らかになりつつある。また、その方策も複数準備しており最終年度へ向けておおむね順調に進展していると評価できる。
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Strategy for Future Research Activity |
おおむね当初の計画に沿って研究を推進しており、最終年度では、これまで実施してきた高耐熱樹脂材料の基礎物性取得、六自由度ランダム振動県による接合構造の強度評価に加えて、複合負荷試験による強度評価を行うことで、複雑な非比例負荷をうける接合材料の破壊機構について体系化を行う。
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Causes of Carryover |
当初損傷挙動を詳細に分析するため、試験途中で中断し未破断試験片についてプリンカップ試験を実施予定であったが、強度が想定より高い値であったため未破断試験片の試験計画を最終年度に変更したため。
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