多軸応力のもとでの鉄基形状記憶合金の変態開始/終了条件に関する研究

2000 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 11650095
• 研究機関: 東京都立科学技術大学
• 研究代表者: 田中 喜久昭 東京都立科学技術大学, 工学部, 教授 (80081256)
• キーワード: 鉄基形状記憶合金 / 多軸応力 / 変態開始条件 / 変態開始面 / 逆変態開始面 / 逆変態開始錐面

研究概要

鉄基形状記憶合金の薄肉円管試験片を用いて引張-ねじり試験を実行することによって,マルテンサイト変態および逆変態の開始,終了条件を求めた.
比例負荷のもとで求めたマルテンサイト変態開始条件は,引張応力-せん断応力平面で卵形となり,塑性論のミーゼス条件と一致しない.したがって,応力の第三不変量を考慮する必要がある.
逆変態開始条件は,引張応力-せん断応力-温度空間で平面となる.その法線ベクトルの方向は前負荷方向(すなわち,誘起されるマルテンサイトバリアントの種類)に依存する.従って,多種類のバリアントが発生するような前負荷の場合には,逆変態開始条件は多面体錐面となる.バリアントの発生量は,変態開始面の平行移動となって現れる.すなわち,バリアント発生量が一定になるように比例負荷した場合には,逆変態開始平面は温度軸を軸として回転する.

研究成果

• [文献書誌] 田中喜久昭: "スマート構造材料としての形状記憶合金:そのモデリング"日本機械学会誌. 102-963. 72-75 (1999)
• [文献書誌] 田中喜久昭: "形状記憶合金の熱・力学"材料. 48-12. 1341-1349 (1999)
• [文献書誌] Tanaka,K.,Watanabe,T.and Nishimura,F.: "Transformation conditions in an Fe-based shape memory alloy under multiaxial stresses"Solid-Solid Phase Transformations(PTM'99). Pt.II. 1008-1011 (1999)
• [文献書誌] Tanaka,K.: "Transformation thermomechanics of SMAs"Materials Science Forum. 327/328. 323-330 (1999)
• [文献書誌] Tanaka,K.and Watanabe,T.: "Transformation conditions in an Fe-based shape memory alloy : An experimental study"Archives of Mechanics. 51-6. 805-832 (1999)
• [文献書誌] Nagayama,K.,Kitajima,Y.,Kigami,S.,Tanaka,K.,Fischer,F.D.and Cailletaud,G.,: "Transformation induced plasticity in maraging steel : An experimental study"Key Engineering Materials. 177/180. 443-448 (2000)
• [文献書誌] Tanaka,K.,Watanabe,T.,Ohnami,D.and Nishimura,F.: "Transformation conditions in SMAs under multiaxial stress state : Experiments and simulations"Key Engineering Materials. 177/180. 413-424 (2000)
• [文献書誌] 長山清和,寺崎隆喜,石井ふみ,田中喜久昭,F.D.Fischer,G.Cailletaud: "Cr-Ni-Mo-Al-Tiマルエージング鋼のTRIP挙動に関する実験的考察:背応力と変態開始条件の同定"材料. 50-3(印刷中). (2001)
• [文献書誌] Matsuba,F.,Asai,Y.and Tanaka,K.: "Transformation-start conditions in Fe-based shape memory alloys under axial-torsional loads : An experimental study"Transactions of the MRS Japan. (印刷中). (2001)