| 研究課題/領域番号 |
15K05718
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| 研究機関 | 静岡大学 |
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研究代表者 |
吉田 健吾 静岡大学, 工学部, 准教授 (70436236)
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| 研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| キーワード | 塑性加工 / マグネシウム合金 / 延性金属 / 成形性 / 破断 / 塑性不安定 |
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| 研究実績の概要 |
AZ31マグネシウム合金板に対して単軸引張試験ならびに平頭張出し試験を実施して，単軸引張り・平面ひずみ引張り・等２軸引張りの状態における成形限界ひずみを測定した．単軸引張では約0.25の伸びを示したが，平面ひずみ引張りと等２軸引張りにおいては約0.05しか伸びず，張出し領域において極端に成形限界が低下することが分かった．試験片に生じるひずみ分布をデジタル画像相関法によって測定したところ，全ての試験片において破断時のひずみ分布はおおよそ一様であった．つまり，板厚方向の局所くびれが発生することなく破断に至っていることが明らかとなった．ただし，CCDカメラによる画像測定は0.5秒/枚であったことから，最終画像が撮影され後，破断に至る間にくびれが発生している可能性があった．そこで，破断後の試験片を切断して，圧延方向－板厚方向からなる横断面を光学顕微鏡によって測定した．観察の結果，やはり板厚方向のくびれが発生することなくせん断破壊していることが明らかとなった．また，破断面は直線的であることは無く，ぎざぎざした形状の破断面が多く観察された．鋼・アルミニウム合金と言った延性金属では，局所くびれが発生してその中にさらにひずみが集中したせん断帯が形成され，それに沿って直線的な破断面が形成される．マグネシウム合金のひずみ局所化ならびに破断現象は，このような従来から良く知られている延性金属が有する特徴と大きく異なっていることが明らかとなった．この事実は，破断に至るメカニズムが異なっていることを示唆している．
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
マグネシウム合金AZ31の種々の変形状態における成形限界の測定が完了した．具体的には，デジタル画像相関法を用いることで，破断に至る変形過程がおおよそ一様変形であり，局所くびれが発生しないことを明らかにした．また，破断面の観測より，破断面がぎざぎざしていることが多く観察された．以上の結果は，今後，結晶塑性モデルを構築し，有限要素法解析を実施する際に貴重な参照データとなる．
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| 今後の研究の推進方策 |
すべりと双晶を考慮した結晶塑性モデルを構築する．さらに，損傷力学の概念を取り入れて，双晶内部で発生した過剰なすべり変形に起因して材料の応力負担能力が低下するようなモデルを取り入れる．それらを有限要素法に組み込み，AZ31の成形性を解析する手法を構築する．
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| 次年度使用額が生じた理由 |
予定していた自動研磨機を購入する必要がなくなったためである．
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| 次年度使用額の使用計画 |
次年度以降は，実験の測定分解能の改善のために，新たな計測機器の導入，ならびに研磨面精度を改善のために，研磨用備品（研磨クロス等）の購入に研究費を使用する計画である．
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