| 研究課題/領域番号 |
11450039
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
機械材料・材料力学
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
石川 博將 (石川 博将) 北海道大学, 大学院・工学研究科, 教授 (80001212)
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| 研究分担者 |
佐々木 克彦 北海道大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (90215715)
小林 道明 北見工業大学, 工学部, 教授 (20105539)
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| 研究期間 (年度) |
1999 – 2001
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| 研究課題ステータス |
完了 (2001年度)
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| 配分額 *注記 |
11,300千円 (直接経費: 11,300千円)
2001年度: 1,800千円 (直接経費: 1,800千円)
2000年度: 3,200千円 (直接経費: 3,200千円)
1999年度: 6,300千円 (直接経費: 6,300千円)
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| キーワード | マイクロ形成プロセス / 塑性変形 / 有限変形 / 二次効果 / 有限塑性構成式 / シミュレーション / 転位 / 超音波 / マイクロ成形プロセス / 有限塑性構成則 / 微視的構造変化 |
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| 研究概要 |
本研究では、マイクロ成形プロセスのための基礎的な実験的・理論的検討を行い、これにより構築するマイクロ塑性構成則によるマイクロ成形シミュレータの開発を目指した。本研究で検討した点は下記の通りである。(1)巨視的変形特性の解明:マイクロマシンに用いられる構造材料の大きさは数ミリオーダーであることから、このような微小構造材料が成形プロセスで大変形を受ける場合、一般構造材料の成形プロセスでは無視できた面外変形などの三次元的変形を考慮しなければならない。そこで、材料が大変形を受けたときの二次効果についてSUS304ステンレス鋼を用い実験的に検討した。(2)微視的内部構造変化の解明:微小な被加工材に対するマイクロ塑性構成モデルは、材料内部に生じる微視的構造変化を考慮して構築されることが望ましい。このため、微小構造材料の特徴的な変形挙動を、材料内部の転位や結晶粒の幾何学的変化などの材料内部の微視的構造変化に着目し検討した。(3)マイクロ塑性構成モデルの検討:一般構造材料での成形シミュレーションに用いられている塑性構成則は、単に初期異方性を考慮するだけであり、その本質は古典的な塑性理論そのままであった。前述したように、微小構造材料の成形プロセスでは、一般構造材料では無視できたような大変形効果などを材料内部の微視的構造変化と合わせて考慮する必要が有る。そこで、微小構造材料特有の変形挙動を記述するために、変形のマイクロ・マクロ特性を合理的に統合した新しいマイクロ塑性構成則の構築の検討を行った。(4)マイクロ成形シミュレータの構築:マイクロファクトリーのシステム概念を考慮したシステム工学的見地から、構築したマイクロ塑性構成則を用いたマイクロ成形シミュレータの構築の検討を行った。そして、今後、実際にマイクロ成形シミュレータを開発する上で、マイクロ塑性構成モデルを改良すべき点を明確にした。
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