| 研究概要 |
本研究の目的は,微小押込み試験を用いてマイクロ塑性流動特性の評価手法を確立し,それを用いた高精度塑性加工解析を実現することである.マイクロ塑性流動特性の評価方法として,微小押込み試験に着目し,アルミニウム合金,鋼板,銅合金,マグネシウム合金などの様々な材料に対し,結晶粒単位のマイクロ塑性流動特性の評価を行った.特に本研究では,押込み時に力を微小振動させる連続剛性測定法を用いてマイクロ塑性流動特性の評価を試みた.その結果,得られた硬さ-変位線図とマイクロ領域の応力-ひずみ曲線とは良い相関関係が得られなかったが,結晶粒ごとの硬さの値と変形抵抗のばらつきに良い相関関係があることがわかった.またマイクロ塑性流動特性の物理的な意味を明らかにするため,結晶粒の不均質性を考慮した有限要素モデルを提案し,解析を行った.その結果,不均質性有限要素解析の結果と微小押込み硬さ試験の結果,単軸引張試験の結果をもとに,有限要素解析で表現可能なマイクロ塑性流動特性として,材料のもつばらつきを評価することに成功した.また得られたばらつきのパラメータを考慮した不均質性有限要素解析によって,均質な有限要素解析では表現不可能な多軸応力下の自由表面あれ現象の高精度予測に成功した.自由表面あれ現象は,表面粗さの値だけでなく,粗さのプロファイルや3次元的な表面あれ進展も非常に良く予測されており,目標である塑性加工解析の高精度化に大きく寄与することができた.
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