Characterization of mechanical properties based on interaction of plastic strain field in neighboring indentation test

押し込み試験を用いた新しい力学特性の評価手法を開発している．特に，本研究では，これまで押し込み試験において避けられてきた近接して押し込み試験を行うことで生じる先行試験と後続試験の塑性ひずみ場の干渉作用を数値シミュレーションと数理最適化法を用いることで処理し，塑性特性を抽出する新しい手法を開発している．本年度は構成モデルの拡張と結晶学的な異方性を考慮した結晶塑性構成モデルへの拡張に取り組んだ．①構成モデルの拡張押し込み試験から塑性構成モデルの材料定数を逆推定する場合，押し込み荷重―変位関係からだけでは2つの材料定数を含む単純な構成モデルを設定したとしても唯一解を得ることができない．そこで，研究代表者は圧痕周囲の盛り上がりや本研究で開発した近接押し込み試験を用いた推定手法を開発してきた．しかし，この構成モデルでは鉄鋼などの加工硬化率の高い金属材料への適用性が低いため，本年度は新たな実験データの追加なしに，構成モデルの表現性能を改善する手法開発に取り組んだ．2つの材料定数からなる線形硬化則とべき乗硬化則の逆推定における上・下界性を利用して，中間的な応答を得ることができる新たな手法を開発した．この成果を論文出版したところ，Editor's Choiceに選定された．②結晶構成モデルへの拡張昨年度，先行して進めた結晶塑性構成モデルの動的有限要素解析ソフトウェアへの実装を基に，押し込み試験へ適用し，実験結果と比較を進めた．純アルミニウムおよび7000系アルミニウム合金を対象として押し込み試験を実施し，数値シミュレーションと比較した．数値シミュレーションにおいてある程度，異方的な変形挙動を再現できることを確認した．また，純アルミニウムについては近接押し込み試験を実施し，次年度本格実施に向けた実験条件の検討を行った．

押し込み試験を用いた新しい力学特性の評価手法を開発している．特に，本研究では，これまで押し込み試験において避けられてきた近接して押し込み試験を行うことで生じる先行試験と後続試験の塑性ひずみ場の干渉作用を数値シミュレーションと数理最適化法を用いることで処理し，塑性特性を抽出する新しい手法を開発している．本年度は構成モデルの拡張と結晶学的な異方性を考慮した結晶塑性構成モデルへの拡張に取り組んだ．①構成モデルの拡張押し込み試験から塑性構成モデルの材料定数を逆推定する場合，押し込み荷重―変位関係からだけでは2つの材料定数を含む単純な構成モデルを設定したとしても唯一解を得ることができない．そこで，研究代表者は圧痕周囲の盛り上がりや本研究で開発した近接押し込み試験を用いた推定手法を開発してきた．しかし，この構成モデルでは鉄鋼などの加工硬化率の高い金属材料への適用性が低いため，本年度は新たな実験データの追加なしに，構成モデルの表現性能を改善する手法開発に取り組んだ．2つの材料定数からなる線形硬化則とべき乗硬化則の逆推定における上・下界性を利用して，中間的な応答を得ることができる新たな手法を開発した．この成果を論文出版したところ，Editor's Choiceに選定された．②結晶構成モデルへの拡張昨年度，先行して進めた結晶塑性構成モデルの動的有限要素解析ソフトウェアへの実装を基に，押し込み試験へ適用し，実験結果と比較を進めた．純アルミニウムおよび7000系アルミニウム合金を対象として押し込み試験を実施し，数値シミュレーションと比較した．数値シミュレーションにおいてある程度，異方的な変形挙動を再現できることを確認した．また，純アルミニウムについては近接押し込み試験を実施し，次年度本格実施に向けた実験条件の検討を行った．