Prediction of Development of Inhomogeneous Plastic Deformation and Fracture Based on Change in Elastic Height Distribution in Polycrystalline Metals
| Project/Area Number |
18H01337
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 18010:Mechanics of materials and materials-related
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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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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2020)
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| Budget Amount *help |
¥17,940,000 (Direct Cost: ¥13,800,000、Indirect Cost: ¥4,140,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2019: ¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000)
Fiscal Year 2018: ¥13,000,000 (Direct Cost: ¥10,000,000、Indirect Cost: ¥3,000,000)
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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 |
第2年度にあたる令和元年度は，通常の純チタン平板試験片を用いた引張試験に加え，内部結晶粒の影響が少ない薄膜試験片を用いて引張試験を実施し，結晶粒内および粒界付近の高度分布と変形について検討した．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，結晶方位の測定には，走査型電子顕微鏡に付随するEBSD装置を用いた．ほぼ内部の結晶粒の影響が除去される薄膜試験片の引張に関しては，表面と裏面の結晶粒の高度分布が逆の相関関係を有すること，その相関が負荷の増加とともに強くなる傾向にあること，結晶粒内の高度変化と粒界近傍の高度変化は互いに強く影響を及ぼし合っていること等を定量的に評価した．さらに，巨視的に見て均一な応力・ひずみ状態にはない緩い切欠きを導入した薄膜試験片の引張に関しても検討した．その結果，巨視的応力集中を考慮した指標を用いることにより，塑性変形の大部分を担っているすべり変形の発生をある程度予測できることも明らかにした．
一方，結晶塑性有限要素解析に関しては，二次元の多結晶体モデルに基づいて微視的な引張変形に関する解析を実施し，内部に存在する結晶粒の変形が表面に存在する結晶粒の高度分布に影響を及ぼすことを明らかにした．これは，実験では見ることが出来ない内部結晶粒の影響を可視化することにより得られた結果である．さらに，次年度に実施する三次元多結晶解析に用いる多結晶体モデルに関して調査し，少結晶からなる簡単なモデルを作成した．
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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
結晶粒全体の高度分布の取得と，導入した装置を用いてのひずみ分布取得が可能となっており，その結果に基づく考察が進んでいることから上記の判断をした．
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| Strategy for Future Research Activity |
研究期間の最終年度となる今年度は，内部結晶粒の影響を受ける通常の平板試験片と影響を受けない薄膜試験片を用いて引張試験を実施し，結晶粒の高度分布変化とひずみ分布を比較することで変形の結果として現れる高度変化と各結晶粒の変形の関係を明らかにする．また，三次元多結晶体モデルを用いて引張変形について結晶塑性有限要素法解析を実施し，高度分布の変化と変形拡大のメカニズムを明らかにする．
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Report
(2 results)
Research Products
(9 results)
