| 研究課題/領域番号 |
03650069
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| 研究機関 | 北見工業大学 |
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研究代表者 |
小林 道明 北見工業大学, 工学部, 教授 (20105539)
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| 研究分担者 |
三浦 節男 北見工業大学, 工学部, 助手 (20113714)
道端 久紀 北見工業大学, 工学部, 助教授 (30003198)
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| キーワード | 超音波 / 非破壊材料評価 / 微視的構造 / 後続降伏曲面 / 集合組織 / ランクフォード値 / 有限塑性変形 / 塑性構成式 |
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| 研究概要 |
近年、過酷な環境下で使用される機械構造物の安全性の確保あるいは余寿命の予測のために材料の機械的挙動を精度良く表現する構成方程式の確立が重要な課題となっており、多くの研究者が種々の異方性降伏条件式に基づいた構成方程式を提案している。そのそれぞれの異方性降伏条件式は材料の複雑な機械的挙動を表現し得る様にそれぞれの研究者が独自に提唱している多数の内部状態変数を含んでおり、その変数の同定には複雑な複合負荷状態での精密なひずみ計測を必要とするがそれ以外にも実験上の多くの困難さを伴うため構成方程式の合理性を検証する方法はいまだ十分に確立されたとは言えない状況にある。
本研究においては、材料中を伝搬する超音波の速度や減衰が結晶構造、集合組織、残留応力分布、空孔分布等の材料の微視的組織と密接に関連していることにより、塑性変形の進展に伴う降伏曲面、集合組織の変化や局所すべり帯の発生を超音波を用いて非破壊的に評価する試みを理論的ならびに実験的に行った。すなわち、アルミ合金の焼鈍処理材と無処理材の微視的構造変化に関して超音波非破壊材料評価を行い、単軸引張荷重方向とそれに垂直な方向にそれぞれ偏向して伝搬する横波の実験結果に基づき後続降伏曲面を推定し、焼鈍処理は塑性変形で生ずるひずみ硬化をより等方的にすることを明かにしている。また、板材の成形性の指標の一つであるランクフォード値(r値)について後続降伏曲面の形状変化との関連性も明らかにしている。特に最終年度に当たる今年度は超音波非破壊材料評価法により推定している後続降伏曲面の実験的検証を目的に引張り・圧縮とねじりの複合負荷実験装置を製作し、引張り方向へ4%までの予負荷を作用させた時の後続降伏曲面の測定を行った。その結果、超音波法で推定した後続降伏曲面は実験結果と良い一致を示し、当初目的とした成果が得られ、研究成果報告書としてまとめた。
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