2006 Fiscal Year Annual Research Report
シンクロトロンX線マイクロトモグラフィーによる損傷と破壊の三次元可視化
Project/Area Number |
06F06407
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Research Institution | Toyohashi University of Technology |
Principal Investigator |
戸田 裕之 豊橋技術科学大学, 工学部, 教授
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Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
ZHANG Hui 豊橋技術科学大学, 工学部, 外国人特別研究員
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Keywords | マイクロナノトモグラフィー / その場観察 / き裂開口変位 / 三次元画像解析 / シンクロトロン放射光 / 疲労破壊 / 亀裂伝播 / 屈折コントラスト |
Research Abstract |
亀裂を取り扱う破壊力学には数十年の歴史があるが、3D現象、例えば亀裂性状や局部的な加速・遅延などの現象を予測できるレベルにはほど遠い。これは、これまで微細な亀裂の形状を3Dで可視化する方法がないという実験手法の未整備による。放射光を用いた最新の高分解能CT(コンピュータートモグラフィー)は、これを唯一可能にする手法である。本研究では、この粒界の3D分布をシンクロトロン放射光X線CTで撮像し、材料の局所特性を加味した力学モデルを構築して数値力学解析を行う。これにより、従来はセル構造などのマクロ構造のモデル解析でしか評価されなかった複雑構造を有する材料の力学的性質が、ミクロ組織を考慮した材料工学的視点からの評価を受け、飛躍的に高度で効率的な材料組織設計、プロセス設計を可能とする。このことで、高度な信頼性保証・品質保証の手段が、純粋な材料工学的手法によって達成される。 本年度は、11月30日〜年度末の約4ヶ月のみであり、実験準備、計算解析の環境作り、計算解析のアルゴリズム検討などを実施した。SPring-8での利用許可をえるため、年度内にSPring-8などへの出張を行いながら状況を把握し、実験準備に役立てた。また、現有のラボレベルのCT装置により予備実験を行った。下記に、具体的な実施事項を列記する。 ・微小材料のその場観察用治具(SPring-8専用)の設計と試作 ・試験対象材料/構造の選定と、その予備的評価 ・SPring-8への下見と実験環境整備 ・計算解析の環境整備 ・計算解析のアルゴリズムなどの検討 ・計算解析の予備実施と問題点の抽出
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