2014 Fiscal Year Annual Research Report
結晶異方性を考慮したサブグレインスケールの微視的応力・ひずみ分布測定手法の構築
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24760077
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
三上 欣希 大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (40397758)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 微視的ひずみ / 微視的応力 / 結晶方位 / デジタル画像相関法 / 結晶塑性論 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平成26年度は，平成24年度に構築したデジタル画像相関法による微視的ひずみ測定手法と，平成25年度に構築した結晶塑性論に基づく有限要素解析手法の比較・考察を進めた．オーステナイト系ステンレス鋼の微小引張試験片を用いた引張試験を対象として，変位分布および微視的ひずみ分布の測定結果と数値解析結果を比較した．変位分布に関しては，両者が良好に一致することを確認できた．ただし，すべり変形の局在化などにより，局所的に変形が集中している部分もあり，そのような変形挙動については，結晶塑性論に基づく有限要素解析では確認できないことも明らかになった．同様に，微視的ひずみ分布についても，局所的に集中している部分は存在するものの全体として測定結果と数値解析結果はよく対応しており，本研究で構築した微視的ひずみ分布測定手法が有用であることを確認できた．
続いて，微視的ひずみ分布測定結果を利用した微視的応力分布の算出手法を構築した．デジタル画像相関法で測定された見かけの変形を達成できるようなすべり変形を，結晶方位を考慮して決定した．本手法においては，デジタル画像相関法で測定されたひずみを塑性ひずみと見なし，塑性変形はシュミット因子によって決まるすべり変形により生じると仮定して，すべり変形による塑性仕事が最小になるように，各すべり系のすべり変形量を算定した．算出されたすべり変形量より各結晶粒を構成する要素の応力値を決定し，微視的応力分布を求めた．本手法は，材料の結晶方位による変形の不均一性を考慮して応力を算出する手法となる．現時点で，本手法の定量性を確認できる実験手法がなく，実験結果との比較による定量性の確認はできていないが，同一の結晶方位および引張条件を設定した結晶塑性有限要素解析結果との比較により，発生する応力値のレベルや，高い応力が発生する結晶粒などはよく対応していることを確認するに至った．
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