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中性子による微視構造計測と結晶塑性論の融合による金属材料の革新的変形解析システム

研究課題

研究課題/領域番号 25289265
研究種目

基盤研究(B)

配分区分一部基金
応募区分一般
研究分野 材料加工・組織制御工学
研究機関国立研究開発法人理化学研究所

研究代表者

高村 正人  国立研究開発法人理化学研究所, 光量子工学研究領域, 研究員 (00525595)

研究分担者 大竹 淑恵  理化学研究所, 光量子工学研究領域, チームリーダー (50216777)
浜 孝之  京都大学, エネルギー科学研究科, 准教授 (10386633)
須長 秀行  理化学研究所, 光量子工学研究領域, 研究員 (70442978)
連携研究者 竹谷 篤  理化学研究所, 光量子工学研究領域, 副チームリーダー (30222095)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
18,330千円 (直接経費: 14,100千円、間接経費: 4,230千円)
2015年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2014年度: 7,150千円 (直接経費: 5,500千円、間接経費: 1,650千円)
2013年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
キーワード中性子回折 / 小型中性子源 / 集合組織 / 結晶塑性 / 有限要素法 / 残留オーステナイト / 極点図 / 結晶塑性有限要素法 / 中性子回折実験 / ブラッグエッジ / 結晶構造 / 双晶変形
研究成果の概要

理研小型中性子源RANSにおいて、微視組織組織計測のための、中性子回折システムを構築した。これにより、鋼板の塑性変形前後における集合組織の変化を、波長依存の回折プロファイルの変化から捉えることに成功した。また、サンプルに対するビーム照射角を変化させることで回折角依存の回折強度変化が得られ、極点図の作成が可能であることがわかった。得られた極点図は、X線回折により得られたものと比較し、妥当性が示された。
一方、マグネシウム合金板やチタン合金板における各種負荷経路における材料試験及び結晶塑性解析を行い、中性子計測と比較可能な集合組織に注目してその発展の様子を実験的及び解析的に解明した。

報告書

(4件)
  • 2015 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (37件)

すべて 2016 2015 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (11件) (うち査読あり 11件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (24件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] 高張力鋼板を用いたハットチャンネルの絞り-絞り戻り加工によるスプリングバック低減2016

    • 著者名/発表者名
      小峯隼人、浅倉雅之、外賀太朗、木曽拓真、高村正人、杉山隆司、浅川基男
    • 雑誌名

      塑性と加工

      巻: 57-660 ページ: 60-65

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Deformation behavior upon two-step loading in a magnesium alloy sheet2016

    • 著者名/発表者名
      Hama, T., Tanaka, Y., Uratani, M., and Takuda, H.
    • 雑誌名

      International Journal of Plasticity

      巻: in press ページ: 283-304

    • DOI

      10.1016/j.ijplas.2016.03.009

    • NAID

      120005973329

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Non-linear deformation behavior during unloading in various metal sheets2015

    • 著者名/発表者名
      Takayuki Hama, Ryogo Matsudai, Yota Kuchinomachi, Hitoshi Fujimoto, and Hirohiko Takuda
    • 雑誌名

      ISIJ International

      巻: 55 ページ: 1-9

    • NAID

      130005071654

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of pre-compressive strain on work-hardening behavior upon two-step loading in a Magnesium alloy sheet2015

    • 著者名/発表者名
      Takayuki Hama, Yuhki Tanaka, Masato Uratani, Tsutomu Tanaka, Hitoshi Fujimoto, and Hirohiko Takuda
    • 雑誌名

      Key Engineering Materials

      巻: 639 ページ: 347-352

    • DOI

      10.4028/www.scientific.net/kem.639.347

    • NAID

      120006654070

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Advanced Metal Forming Simulations Coupled with Neutron Beam Technology2014

    • 著者名/発表者名
      Masato Takamura, Hideyuki Sunaga, Shunsuke Mihara, Atsushi Taketani and Yoshie Ohtake
    • 雑誌名

      Physics Procedia

      巻: 60 ページ: 238-243

    • DOI

      10.1016/j.phpro.2014.11.033

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Work-hardening and twinning behaviors in a commercially pure titanium sheet under various loading paths2014

    • 著者名/発表者名
      Takayuki Hama, Hirotaka Nagao, Akihiro Kobuki, Hitoshi Fujimoto, Hirohiko Takuda
    • 雑誌名

      Materials Science and Engineering A

      巻: 620 ページ: 390-398

    • DOI

      10.1016/j.msea.2014.10.024

    • NAID

      120005522511

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Work-hardening behavior upon reverse loading in a rolled AZ31 magnesium alloy sheet2014

    • 著者名/発表者名
      Takayuki Hama, and Hirohiko Takuda
    • 雑誌名

      Key Engineering Materials

      巻: 622-623 ページ: 603-608

    • DOI

      10.4028/www.scientific.net/kem.622-623.603

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Deformation behavior of a magnesium alloy sheet with random crystallographic orientations2014

    • 著者名/発表者名
      T.Hama, T.Mayama, H.Takuda
    • 雑誌名

      Key Engineering Materials

      巻: 611-612 ページ: 27-32

    • DOI

      10.4028/www.scientific.net/kem.611-612.27

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Effect of twinning and detwinning on inelastic behavior during unloading in a magnesium alloy sheet2013

    • 著者名/発表者名
      Hama, T., Kitamura, N., and Takuda, H
    • 雑誌名

      Materials Science and Engineering A

      巻: 583 ページ: 232-241

    • DOI

      10.1016/j.msea.2013.06.070

    • NAID

      120005324895

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Crystal plasticity finite-element simulation of deformation behavior during unloading under compression in a Magnesium alloy sheet2013

    • 著者名/発表者名
      Hama, T., Kitamura, N., Fujimoto, H., and Takuda, H.
    • 雑誌名

      Key Engineering Materials

      巻: 554-557 ページ: 71-76

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Investigation on Effect of Slide Motion Control on Stamping of High-Strength Steel Sheets2013

    • 著者名/発表者名
      Masato Takamura, Shigeru Nishimura and Hideyuki Sunaga
    • 雑誌名

      Key Engineering Materials

      巻: 554-557 ページ: 1331-1337

    • DOI

      10.4028/www.scientific.net/kem.554-557.1331

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Nondestructive measurement of texture of steel sheets with compact neutron source "RANS"2016

    • 著者名/発表者名
      Y. Ikeda, M. Takamura, M. Kumagai, T. Hama, Y. Oba, H. Suzuki
    • 学会等名
      鉄鋼協会第171回春季講演大会, International Organized Sessions “Forefront of materials research with quantum beam”
    • 発表場所
      東京都葛飾区 東京理科大学 葛飾キャンパス
    • 年月日
      2016-03-23
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 結晶塑性解析による体心立方金属の変形挙動予測2016

    • 著者名/発表者名
      浜孝之、小嶋慶典、久保雅寛、常見祐介、藤本仁、宅田裕彦
    • 学会等名
      日本鉄鋼協会第171回春季講演大会
    • 発表場所
      東京都葛飾区 東京理科大学 葛飾キャンパス
    • 年月日
      2016-03-23
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] マグネシウム合金圧延板における双晶活動の板厚ひずみに及ぼす影響2015

    • 著者名/発表者名
      浜孝之、鈴木智貴、内田壮平、田中努、藤本仁、宅田裕彦
    • 学会等名
      日本機械学会M&M2015材料力学カンファレンス
    • 発表場所
      神奈川県横浜市 慶應義塾大学 矢上キャンパス
    • 年月日
      2015-11-21
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 金属材料の塑性変形に関する諸特性と中性子回折2015

    • 著者名/発表者名
      高村正人、池田義雅、須長秀行、大竹淑恵
    • 学会等名
      理研シンポジウム 第3回「光量子工学研究」
    • 発表場所
      埼玉県和光市 理化学研究所
    • 年月日
      2015-11-12
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 金属延性破壊に基づくせん断加工シミュレーション2015

    • 著者名/発表者名
      須長秀行、高村正人、見原俊介
    • 学会等名
      理研シンポジウム 第3回「光量子工学研究」
    • 発表場所
      埼玉県和光市 理化学研究所
    • 年月日
      2015-11-12
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 純チタン板のスプリングバックに及ぼすひずみ速度の影響2015

    • 著者名/発表者名
      浜孝之、藤崎悠介、口ノ町陽太、藤本仁、宅田裕彦
    • 学会等名
      第66回塑性加工連合講演会
    • 発表場所
      福島県いわき市 いわき市文化センター
    • 年月日
      2015-10-29
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 予圧縮を受けたマグネシウム合金板におけるひずみ挙動に関する結晶塑性解析2015

    • 著者名/発表者名
      浜孝之、宅田裕彦
    • 学会等名
      第66回塑性加工連合講演会
    • 発表場所
      福島県いわき市 いわき市文化センター
    • 年月日
      2015-10-29
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 反転負荷を受けるマグネシウム合金圧延板におけるひずみ挙動2015

    • 著者名/発表者名
      浜孝之、鈴木智貴、浦谷政翔、内田壮平、田中努、藤本仁、宅田裕彦
    • 学会等名
      第66回塑性加工連合講演会
    • 発表場所
      福島県いわき市 いわき市文化センター
    • 年月日
      2015-10-29
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 高張力Dual-Phase鋼板における応力緩和挙動2015

    • 著者名/発表者名
      小峯隼人、村澤皓大、大竹淑恵、高村正人、池田義雅、鈴木進補
    • 学会等名
      第66回塑性加工連合講演会
    • 発表場所
      福島県いわき市 いわき市文化センター
    • 年月日
      2015-10-29
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] RANS 中性子線回折による集合組織測定と塑性加工解析について2015

    • 著者名/発表者名
      高村正人
    • 学会等名
      日本鉄鋼協会 鉄鋼インフォマティクス研究会、小型中性子源による鉄鋼組織解析法研究会ジョイントシンポジウム
    • 発表場所
      福岡県福岡市 九州大学 伊都キャンパス
    • 年月日
      2015-09-16
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 種々の金属板における除荷時の変形特性2015

    • 著者名/発表者名
      浜孝之、口ノ町陽太、藤本仁、宅田裕彦
    • 学会等名
      平成27年度塑性加工春季講演会
    • 発表場所
      神奈川県横浜市 慶應義塾大学 矢上キャンパス
    • 年月日
      2015-06-06
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Dual-Phase鋼板における応力緩和挙動に及ぼすひずみ速度の影響2015

    • 著者名/発表者名
      小峯隼人、鈴木進補、高村正人
    • 学会等名
      平成27年度塑性加工春季講演会
    • 発表場所
      神奈川県横浜市 慶應義塾大学 矢上キャンパス
    • 年月日
      2015-06-06
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 「RANS」における中性子回折実験の取り組み2015

    • 著者名/発表者名
      池田義雅,高村正人,竹谷篤,須長秀行,大竹淑恵,浜孝之,鈴木裕士,熊谷正芳,大場洋次郎
    • 学会等名
      理研シンポジウム「小型中性子源によるものづくり材料変変化の透かし撮りへの挑戦」
    • 発表場所
      和光市 理化学研究所
    • 年月日
      2015-01-16
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 中性子ビーム計測と弾塑性FEMによる金属のメゾスケール変形解析2014

    • 著者名/発表者名
      高村正人,池田義雅,竹谷篤,須長秀行,大竹淑恵
    • 学会等名
      理研シンポジウム 第2回「光量子工学研究」
    • 発表場所
      仙台市 仙台市情報・産業プラザ
    • 年月日
      2014-11-25 – 2014-11-26
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 理研小型中性子源システムRANS2014

    • 著者名/発表者名
      池田義雅,高村正人,竹谷篤,須長秀行,王盛,橋口孝夫,関義親,山田雅子,太田秀男,見原俊介,柳町信三,大竹淑恵
    • 学会等名
      理研シンポジウム 第2回「光量子工学研究」
    • 発表場所
      仙台市 仙台市情報・産業プラザ
    • 年月日
      2014-11-25
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] マグネシウム合金圧延板の交差効果に関する結晶塑性有限要素解析2014

    • 著者名/発表者名
      浜孝之,浦谷政翔,田中悠貴,田中努,西村崇,藤本仁,宅田裕彦
    • 学会等名
      第65回塑性加工連合講演会
    • 発表場所
      岡山市 岡山大学
    • 年月日
      2014-10-11
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 結晶塑性有限要素法によるマグネシウム合金板の変形解析に及ぼす潜在硬化の影響2014

    • 著者名/発表者名
      浜孝之,宅田裕彦
    • 学会等名
      第65回塑性加工連合講演会
    • 発表場所
      岡山市 岡山大学
    • 年月日
      2014-10-11
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 種々の負荷経路における純チタン板の変形挙動2014

    • 著者名/発表者名
      浜孝之,小吹晃弘,長尾洋孝,田中努,西村崇,藤本仁,宅田裕彦
    • 学会等名
      第65回塑性加工連合講演会
    • 発表場所
      岡山市
    • 年月日
      2014-10-11
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 圧縮予ひずみを受けるマグネシウム合金圧延板における交差効果2014

    • 著者名/発表者名
      浜孝之,浦谷政翔,田中悠貴,田中努,西村崇,藤本仁,宅田裕彦
    • 学会等名
      平成26年度塑性加工春季講演会
    • 発表場所
      つくば市 研究交流センター
    • 年月日
      2014-06-07
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Accurate parameter identification for crystal plasticity finite-element analysis in a magnesium alloy sheet

    • 著者名/発表者名
      Hama, T., Hosokawa, N., and Takuda, H.
    • 学会等名
      the 9th International Conference and Workshop on Numerical Simulation of 3D Sheet Forming Processes (NUMISHEET 2014)
    • 発表場所
      Melbourne, Australia
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] ランダム方位を有するマグネシウム合金板の結晶塑性有限要素解析

    • 著者名/発表者名
      浜孝之,細川尚宏,眞山剛,宅田裕彦
    • 学会等名
      平成25年度塑性加工春季講演会
    • 発表場所
      愛知県名古屋市
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] マグネシウム合金板における反転負荷時の加工硬化挙動に関する結晶塑性有限要素解析

    • 著者名/発表者名
      浜孝之,宅田裕彦
    • 学会等名
      第64回塑性加工連合講演会
    • 発表場所
      大阪府吹田市
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] マグネシウム合金鋳造板の変形挙動

    • 著者名/発表者名
      浜孝之,細川尚宏,眞山剛,宅田裕彦
    • 学会等名
      日本機械学会M&M2013カンファレンス
    • 発表場所
      岐阜県岐阜市
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Advanced Metal Forming Simulations Coupled with Neutron Beam Technology

    • 著者名/発表者名
      Masato Takamura
    • 学会等名
      4th International Meeting of Union for Compact Accelerator-driven Neutron Sources (UCANS-4)
    • 発表場所
      Sapporo, Japan
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [備考] 理研シンポジウム 小型中性子源によるものづくり 材料変化の透かし撮りへの挑戦

    • URL

      http://rans.riken.jp/results_n2015.html

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [備考] 中性子ビーム技術開発チーム

    • URL

      http://rans.riken.jp/index.html

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

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公開日: 2013-05-21   更新日: 2019-07-29  

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