Prediction of deformation localization and fracture in polycrystalline titanium alloy based on 3D measurement of ultra-small inhomogeneous deformation

基于超微小不均匀变形3D测量的多晶钛合金变形局部化和断裂预测

• 批准号: 21H01214
• 负责人: 多田 直哉
• 金额: $ 11.4万
• 依托单位: Okayama University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H01214/
• 关键词: 純チタン; チタン合金; 不均一変形; 変形の局所化; 破壊

研究の第2年度に当たる本年度では，初年度に導入した3D測定レーザー顕微鏡および現有の測定機器を活用して，純チタンおよびチタン合金Ti-6Al-4Vの薄板，薄膜，細線に関して段階的引張試験および微視的変形の観察を行った．まず，純チタン薄膜に関しては，切欠き周辺におけるすべり変形が巨視的応力分布を考慮したすべり活動度で整理できることを確認するとともに，細線の段階的引張試験を実施し，細線の直径と結晶粒径の比によって変形の局所化や破壊プロセスが異なることを明らかにした．また，細線では材料表面が曲率の大きな曲面となるため，結晶方位の取り扱いが難しくなるが，曲面を平面に変換する新たな方法を提案し，それを用いて通常の平板試験片と同等の評価をすることが可能となった．さらにチタン合金Ti-6Al-4Vの引張に関しては，純チタンとは大きく異なる引張変形の局所化や破壊挙動が観察された．これは，側面からの複数の微小き裂の発生とそれらを結ぶせん断帯の発生が互いに連携しながら変形と破壊が進行するというものである．これに関しては，再現性も含めて次年度も継続して検討する予定である．次に，結晶塑性有限要素法に関しては，実際に観察される結晶粒とほぼ同じ形状，結晶方位を有する多結晶体モデルを作成するプログラムを作成し，純チタン薄膜の引張に関して解析を実施した．その結果，各結晶粒のすべりやすさを表す指標である修正シュミット因子を用いることにより解析上でもすべり変形の発生予測が出来るという結論を得た．

The second year of the study is due to the beginning of this year. In the beginning of the year, the 3D measurement system is used to improve the performance of the existing measuring machine. The thin plate, thin film, thin film of alloy Ti-6Al-4V, thin film, thin film. It is necessary to determine the force distribution of the giant TV set, which is used to measure the degree of activity, to confirm the accuracy of the monitoring system, to apply the lead point of the off-line segment, and to determine the size of the crystal. The size of the crystal is higher than that of the system, and the size of the crystal is higher than that of the computer. The curvature of the surface of the linear material is very large, and the crystal azimuth is used to determine the surface curvature, the orientation, the surface, the surface, This is the most important thing in the world. In this case, the health care department is responsible for the monitoring of the aircraft. on the other hand, it is necessary to carry out the monitoring operation in the first place. In this paper, the data is analyzed, and the results are as follows: in this paper, the data is analyzed, and the results are as follows: in this case, the health care system is not available for the first time, and the number of times is determined in the following year. The results of the finite element method of crystal plasticity show that the grains are of the same shape, and that there are many crystals in the direction of the crystal. The thin film is used to analyze the structure of the film. Each grain size table indicates that the correction factor is based on the analysis of the size of the crystal structure.

项目成果

多結晶純チタン薄膜の引張における各結晶粒のすべり活動条件に関する検討

多晶纯钛薄膜拉伸时各晶粒滑移活动条件的研究

• 发表时间: 2022
• 作者: 岡本敦;西海悠介;ダンダル オトゴンバヤル;宇野正起;Yuichi OTSUKA;髙原 慎二，田村 将吾，橋村 真治;多田直哉，上森武，坂本惇司，石丸恵太
• 通讯作者: 多田直哉，上森武，坂本惇司，石丸恵太

修正シュミット因子による多結晶純チタン薄膜の活動すべり系予測に関する解析的検討

修正Schmid因子预测多晶纯钛薄膜主动滑移系的解析研究

• 发表时间: 2022
• 作者: Saito Kei;Jespersen Kristine M;Ota Hiroki;Wada Keita;Hosoi Atsushi;Kawada Hiroyuki;山下 海飛，高原 慎二， 田村 将吾，橋村 真治;土居雅利，上森武，多田直哉，坂本惇司
• 通讯作者: 土居雅利，上森武，多田直哉，坂本惇司

結晶塑性有限要素解析による多結晶純チタン薄膜の活動すべり系予測

利用晶体塑性有限元分析预测多晶纯钛薄膜中的主动滑移系

• 发表时间: 2023
• 作者: Yi-Xin Liu;Cheng-Cheng Zhang;Run-Zi Wang;Kai-Ming Zhang;Ji Wang;Shu-Lei Yao;Hao Chen;Xian-Cheng Zhang;Hideo Miura;越智 申久，天石 敏郎，平島 禎，渋谷 陽二;内田勇治，横田 太，出崎翔大，塩澤大輝，阪上隆英;小川 奈々子・高野 淑 識・大河内 直彦・奈良岡 浩;秋庭義明，松中月音;福田光輝，森國友章，近藤俊之，箕島弘二;土居雅利，上森武，多田直哉，坂本惇司
• 通讯作者: 土居雅利，上森武，多田直哉，坂本惇司

Ti-6Al-4V平滑試験片の引張試験における微視的塑性変形から破壊へのプロセス

Ti-6Al-4V光滑试件拉伸试验从微观塑性变形到断裂的过程

• 发表时间: 2023
• 作者: 奥田 花也;山口 飛鳥;丸一紘大，上森武，多田直哉，坂本惇司，緒方隆太
• 通讯作者: 丸一紘大，上森武，多田直哉，坂本惇司，緒方隆太

Microscopic Deformation of Thin Sheet of Polycrystalline Pure Titanium Under Tension

多晶纯钛薄片在拉伸作用下的显微变形

• 发表时间: 2022
• 作者: Naoya TADA;Kentaro KISHIMOTO;Takeshi Uemori;Junji Sakamoto
• 通讯作者: Junji Sakamoto