2015 Fiscal Year Annual Research Report
金属材料の機械的性質における寸法効果発現機構の統一モデリング
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25289001
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| Research Institution | Yamagata University |
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Principal Investigator |
黒田 充紀 山形大学, 理工学研究科, 教授 (70221950)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 機械材料・材料力料 / 結晶塑性 / 寸法効果 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度においては，「多結晶金属における粒界の影響を含めた結晶粒サイズ効果に対して物理に立脚した理論モデルの構築」を継続して行った．
(a) 粒界の役割を定量化するための実験研究： 多結晶金属の最大の特徴は粒界である．粒界が転位運動の障壁となるのであれば，粒界に堆積した転位群は背（内部）応力を発生させる．その大きさは反転負荷におけるバウシンガー効果の程度により評価でき，内部応力の大きさを間接的に見積もることができる．この発想の下，繰返し重ね接合圧延(ARB)で作成した微小結晶粒板材による小型試験片の引張り予ひずみ～反転負荷（圧縮）試験法の開発を試みた．一応の試験の実施はできたが，座屈防止機構の摩擦力評価に疑義が残る状態を解決するまでには至らず，信頼性の高いデータを取得することができないと判断した（年度の前半）．そこで，急遽，繰り返しせん断変形加工（ECAP）法を採用することとし，微小結晶粒棒材を作成して引張～圧縮，圧縮～引張の反転負荷試験の実施に成功した．微細化が進むとバウシンガー効果が大きくなる傾向が観察され，粒界の役割を間接的に定量評価する道は開けた．
(b) 粒界モデルの精密化： 前年度に，幾何学必要転位が一定値に達すると粒界が降伏するという仮説に立脚した「粒界降伏モデル」を立案したが，上記(a)の反転負荷試験の実施が難航し，そのパラメータ同定までは至らなかった．しかしながら，それとは別に，新しい粒界モデルとして，隣接粒の方位関係とそれらと粒界面との幾何学的関係の両者を考慮した粒界すべり抵抗モデルを立案し，既往の文献にあるマイクロ双結晶試験片による実験結果との比較を通してパラメータ同定を行った．
また，最初の計画には無かったが，現在研究中の多結晶塑性理論を巨視的な視点から再モデル化し，それの熱力学との整合性についての検討を通して，熱力学整合型の寸法依存性弾塑性理論を提案した．
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| Research Progress Status |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Causes of Carryover |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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