2022 Fiscal Year Annual Research Report
構造・組織型ミルフィーユ材料における弾性不均質性とそれに起因した応力・ひずみ分配
Publicly Offered Research
| Project Area | Materials science on mille-feullie structure -Developement of next-generation structural materials guided by a new strengthen principle- |
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| Project/Area Number |
21H00101
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| Research Institution | Osaka Metropolitan University |
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Principal Investigator |
多根 正和 大阪公立大学, 大学院工学研究科, 教授 (80379099)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 弾性論 / マイクロメカニックス / 材料組織 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、硬質層と軟質層で構成される各種ミルフィーユ材料に対して研究を実施し、ミルフィーユ構造における硬質・軟質層間の弾性率ミスマッチおよびそれに起因した応力・ひずみ分配挙動を明らかにすることを目的としている。本年度は、まず、昨年度にミルフィーユ構造を反映した異方性弾性率の測定を実施したMg系およびAl系共晶合金の弾性特性をマイクロメカニックスの手法を用いて解析した。Mg系およびAl系共晶合金の構成相・単結晶の弾性スティフネスと電子線後方散乱回折(EBSD)測定を用いて得られた結晶配向性および組織形態(構成相の形状)の情報に基づき、各構成相の結晶方位関係を考慮して、Eshelbyの等価介在物理論、Mori-Tanakaの平均場近似および有効媒体理論を組み合わせたEffective-mean-field理論を用いて、結晶配向性および組織形態を反映した層状構造の巨視的な弾性特性を計算した。その結果、ミルフィーユ構造を有する共晶合金の力学特性の解析には、結晶配向分布の情報が非常に重要であることが明らかとなった。さらに、Effective-mean-field理論を用いてミルフィーユ構造を有する共晶合金の弾性特性をモデル計算可能であることを示した。次に、Eshelbyの等価介在物理論およびMori-Tanakaの平均場近似に基づくマイクロメカニックスの手法により、層状構造の弾性不均質性を反映した応力負荷時の応力・ひずみ分配の解析を行った。これにより、Mg系およびAl系共晶合金の硬質層と軟質層の弾性率ミスマッチと各層における応力・ひずみ分配挙動との相関関係を明らかにした。
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| Research Progress Status |
令和4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4年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Presentation] Elastic properties in a Ti3SiC2 MAX phase with a nanolayered crystal structure2022
Author(s)
M. Tane, R. Liu, H. Kimizuka, Y. Shirakami, K. Ikeda, S. Miura, K. Morita, T.S. Suzuki, Y. Sakka, L. Zhang, T. Sekino
Organizer
The 5th International Symposium on Long-Period Stacking/Order Structure and Mille-feuille Structure
Int'l Joint Research
