| 研究概要 |
本研究では,超塑性変形を利用した加工法の最適な条件や成形後の力学的特性等を予測するための数値シミュレーションで使用可能な,超塑性変形に対する非弾性構成式を定式化した.まず,変形速度テンソルを弾性成分と非弾性成分とに分離し,弾性部分はHookeの法則にひずみ等価性の仮設を組み入れて表現した.他方,非弾性部分は,Chabocheの粘塑性モデルを修正することによって定式化した.すなわち,非弾性ひずみ速度の大きさを,転位による粒内変形を表す項と超塑性変形の主変形機構である粒界すべりを表現する項との和で表現し,前者は基本的な粘塑性モデルによって,後者はそのモデルに結晶粒と空洞の成長による影響を組み入れて表現した.すなわち,坑応力を結晶粒と空洞に依存するパラメータと考え,その発展式を定式化した.さらに結晶粒成長に関しては変形誘起成分と静的成分を,空洞の発達に関しては空孔拡散と母相の塑性変形の効果を考慮に入れて,それぞれの発展式を定式化した.以上により定式化した構成式の精度および妥当性を評価するため,既報の文献の単軸引張り試験から得られる応力-ひずみ曲線,応力-ひずみ速度曲線,結晶粒径-ひずみ曲線,空洞体積率-ひずみ曲線に対してシミュレーションを行った.その結果,モデルが超塑性変形のいくつかの代表的特性,すなわち流動応力-ひずみ速度関係を両対数表示するとS字状の曲線を描く,ひずみ速度によって硬化曲線の傾きが異なる,結晶粒の静的成長がある場合流動応力はひずみ速度の履歴によって異なる,空洞の発達により変形後期において流動応力の低下が生じる,等の現象を定量的に表現できることを確認した.
|
