| 研究概要 |
本研究課題を通して,多結晶材料の成形限界に及ぼす巨視的ならびに微視的諸因子を解析的,実験的に検討した.得られた結果は,次のとおりである.
1.材料異方性を考慮した構成式を提案し,3次元有限要素法解析によって変形の局所化過程を解析した.その結果,鋼鈑の一軸引張変形では異方性軸とほぼ垂直な方向にくびれが進展し,一方等二軸引張変形では異方性軸方向にくびれが生じることがわかった.また成形限界延伸を指向した積層材料の設計についても検討した.解析結果は,実験結果と定性的に一致することがわかり,提案したモデルの妥当性が示された.今後,本研究課題で提案したモデルを用いて成形限界線図を作成し,拡散くびれと局部くびれの形態の差を明かにする必要がある.
2.多結晶金属材料をより直接的に計算機上に模擬することを目的として,各結晶粒に単結晶体の構成式を,また結晶粒界に非線形すべりモデルを,それぞれ適用し,変形に伴う微視的な不均一変形の解析を試みた.その結果,個々の結晶粒内のすべり面の配置によって非一様な変形が生じること,粒界のすべりによって結晶粒がずれることがわかった.結晶粒を粗大化させたAl試料にグリッドを作成し,引張変形に伴う試料表面の状態変化を実験的に観察したところ,数個の結晶粒を単位としてひずみの分布と表面のあれが観察され,とくに粒界を境に凹凸が変化することがわかった.このことは,解析結果で得られた特徴を定性的に表わしていると考えられる.
3.今後,単結晶体の構成式モデルに表れる材料パラメーターと粒界の剛性とを合理的に決定するプロセスを明確にするとともに,完全な3次元解析を行うことによって,多結晶体の不均一変形と成形性あるいは微視き裂の発生過程が明かになることが期待できる.
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