2023 Fiscal Year Research-status Report
Elucidation of Stress-Strain Response Dominant Factors in Crystalline Materials by Multiscale Strain Analysis
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23K03578
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| Research Institution | Kagoshima University |
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Principal Investigator |
定松 直 鹿児島大学, 理工学域工学系, 准教授 (10709554)
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| Project Period (FY) |
2023-04-01 – 2026-03-31
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| Keywords | 金属強度 / 塑性変形 / 材料工学 / 転位 / 電子顕微鏡 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は,銅を用いた同一試料でのその場引張における局所応力-ひずみ応答の実測を行うための研究環境整備が当初の予定であったが，材料を変更し，アルミおよび純鉄，低炭素鋼を用いた研究を行った．具体的には，デジタル画像相関法を用いた塑性ひずみの解析， EBSD-Wilkinson法を用いた局所応力の計測方法およびその定量評価法の確立を目指した．デジタル画像相関法によるひずみ分布解析では，まず，SEM内小型引張ステージを開発し，研究環境を整えた．また，従来手法のエッチングによるランダムパターン付与では詳細なひずみ分布解析が行えなかったため，新たなランダムパターン付与方法であるコロイダルシリカを用いたランダムパターン付与方法を開発し，詳細なひずみ分布解析を可能とした．EBSD-Wilkinson法を用いた局所応力の測定においては使用ソフトウェアおよび使用SEMに問題があり，今年度は研究環境を整えることができなかった．応力を測定する方法として，DICを用いた差分解析を試みたが，ある程度の応力分布は測定できる可能性が示唆されたものの，当初予定していたほどの詳細な分析は未だ可能となっていない．
また，次年度以降予定していた結晶塑性シミュレーションおよびTEM観察をを前倒しして取り組んだ．結晶塑性シミュレーションでは多結晶において，ひずみの集中する組織学的特徴抽出を行った．また，TEM観察では純鉄，および低炭素鋼において，３次元での転位構造解析を行った．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
当初応力分布解析に使用する予定だったEBSD-Wilkinson法を用いた応力分布解析法について確立できていないため．
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| Strategy for Future Research Activity |
まずは，EBSD-Wilkinson法を用いた応力分布解析法の確立をめざす．改良版のソフトウェアの使用を検討している．
当初来年度に予定していた結晶塑性シミュレーションおよびTEM観察については方法については確立済みであるため，今後はデジタル画像相関方とEBSD-Wilkinson法を用いた局所応力-ひずみ関係実測値と結晶塑性シミュレーションの計算結果との対比を行う．その結果により，より予測精度の高い，結晶塑性モデルの提案を行いたいと考えている．
また，多結晶体材料の変形挙動メカニズムの解明を目指し，ミクロンーナノサイズレベルで，弾性・塑性ひずみ，および転位分布，転位性格解析をそれぞれ同一試料で行う．
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| Causes of Carryover |
本来は初年度に３年間の研究で研究対象となる材料をすべて購入する予定であったが，今年度使用しない分については，次年度以降購入することとしたため，次年度使用額が生じた．理由としては，材料を全て購入しても使用しないのであれば，材料の不足や研究遂行可能性が乏しくなっった場合にさらに追加材料を購入することが困難となるためである．
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