圧子力学を用いた力学物性の全評価・解析

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 12305043
• 研究機関: 豊橋技術科学大学
• 研究代表者: 逆井 基次 豊橋技術科学大学, 工学部, 教授 (50124730)
• 研究分担者: 武藤 浩行 豊橋技術科学大学, 工学部, 助手 (20293756)
• キーワード: 圧子力学 / 弾性 / 塑性 / 粘弾性 / 超塑性 / 評価 / 解析

研究概要

1弾塑性圧子力学
実験結果を基に理論構築を行い、弾塑性の評価・解析手法の確立を完了した:前年度の成果を踏まえ、本研究で確立しつつある評価手法の普遍性を実証することを主目的として研究の遂行を行った。20種類の各種工業材料(セラミック材料、金属材料、高分子材料)、熱処理温度を異にする8種類の炭素・黒鉛材料を中心に弾塑性実験と理論解析を行い、弾塑性体の弾性(ヤング率)ならびに塑性(真硬度)を高精度で分離評価する手法を確立した。
2粘弾性圧子力学
実験結果を基に理論構築を行い、粘弾性の評価・解析手法の確立を完了した:前年度の成果を踏まえ、本研究で確立しつつある評価手法の普遍性を実証することを主目的に研究の遂行を行った。鋭角圧子のみならず、円柱形状圧子あるいは球形圧子による粘弾性変形の構成方程式を理諭的に誘導し、任意形状を有する圧子圧入粘弾性挙動を普遍的に記述出来るように構成方程式論の一般化を行った。これを基に、特に実用評価試験で重要となる定速圧子圧入過程、定荷重圧子過程での粘弾性関数の定量化手法の確立を完成させた。
3超塑性圧子力学
圧子力学を用いたセラミックスの超塑性機構の解明
部分安定化ジルコニアセラミヅクスの高温超塑性変形機構を圧子圧入粘弾性試験に基づき検討し、「協調粒界すべりモデル」の実験的確証を得た。

研究成果

• [文献書誌] H.Muto, M.Sakai: "The Large-Scale Deformation of Polycrystalline Aggregate : Cooperative Grain-Boundary Sliding"Acta Mater. 48. 4161-4167 (2000)
• [文献書誌] M.Sakai, S.Shimizu, N.Miyajima, Y.Tanabe, E.Yasuda: "Viscoelastic Indentation on Iodine-Treated Coal Tar Pitch"Carbon. 39[4]. 605-614 (2001)
• [文献書誌] M.Sakai, S.Shimizu: "Indentation Rheometry for Glass-Forming Materials"J. Non-Crystal. Solids. 282[2/3]. 236-247 (2001)
• [文献書誌] H.Muto, T.Futami, M.Sakai: "Deformation-Induced Surface Corrugation of Superplastic Ceramics"J. Mater. Res.. 16[7]. 1879-1882 (2001)
• [文献書誌] M.Sakai, S.Shimizu, S.Ito: "Viscoelastic Indentation of Silicate Glasses"J. Am. Ceram. Soc.. 85[5]. 1210-1216 (2002)
• [文献書誌] M.Sakai: "Time-Dependent Viscoelastic Relation between Load and Penetration Axisymmetric Indenter"Phil. Mag., A. 82[10]. 1841-1849 (2002)
• [文献書誌] M.Sakai, Y.Nakano, S.Shimizu: "Indentation on Heat-Treated Carbons"J. Am. Ceram. Soc.. 85[6]. 1522-1528 (2002)
• [文献書誌] M.Sakai, Y.Nakano: "Elastoplastic Load-Depth Hysteresis in Pyramidal Indentation"J. Mater. Soc.. 17[8]. 2161-2173 (2002)
• [文献書誌] M.Sakai: "Elastic Recovery in The Unloading Process of Pyramidal Micro-Indentation"J. Mater. Res.. 18(approved for publication). (2003)