Development of multi-layer indentation method connecting micro and macro mechanical properties

连接微观和宏观力学性能的多层压痕方法的开发

• 批准号: 21H01221
• 负责人: 山田 浩之
• 金额: $ 11.15万
• 依托单位: 防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群)
• 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-21H01221/
• 关键词: マルチレイヤーインデンテーション; MEMS半導体ひずみゲージ; 高分子材料; ひずみ速度依存性; 分子動力学; マルチレイヤーインデンテーション法; 高密度ポリエチレン; 動的; 衝撃

本研究では，変形レイヤーのワンパス横断によりミクロからマクロの力学特性を連続的に評価できる「マルチレイヤーインデンテーション法」を開発し，ミクロとマクロを繋ぐことで真のマルチスケール材料力学の学理基盤を作ることを目的としている。初年度のマルチレイヤーインデンテーション法の基礎となる試験装置の開発は，速度域で準静的から動的および衝撃の2種類に分けることとした。そこでR4年度は，まず，準静的から動的ひずみ速度範囲の広範囲の速度環境に対応させた装置の完成を目指した。市販の高感度ロードセルを用いて実験を行い，準静的な速度範囲のマイクロインデンテーション試験装置と比較することで，開発した装置が十分な試験精度を得ることを確認した。一方，衝撃インデンテーション試験装置は高感度に対応するMEME半導体ひずみゲージの単軸試験への応用で多くの課題が発生し，まだ完成には至っていない。次年度までに完成を目指す。ナノインデンテーション試験とその解析結果の比較については，現状ではナノインデンテーション解析が実施できていない。全原子モデルによる解析は困難であることが判明したため，粗視化モデルを採用するしかなく，現在粗視化モデルのパラメータ作成などに従事している。試験対象の高密度ポリエチレン（HDPE）については，大きな進展が見られた。準静的から動的，衝撃の広範囲のひずみ速度範囲の圧縮変形特性を評価し，微視構造の変化をX線構造解析によって調査した。微視構造として，結晶と非晶の組み合わせであるラメラ繰り返し構造の間隔を示す長周期の変化を考察したところ，HDPEの真応力―真ひずみ関係は，非晶の粘性特性による強度増加とそれに伴うラメラ晶の破壊に起因することが示唆された。HDPEの微視的機構に及ぼすひずみ速度の影響の一端を明らかにすることができたと言える。

The purpose of this study is to determine the mechanical properties of the cross-sections. in this study, the mechanical properties of the mechanical properties of the mechanical properties were measured in this study. the purpose of this study is to improve the mechanical properties of materials. At the beginning of the year, the basic equipment of the system has been put into operation, and the speed domain is scheduled to operate in the first year. In the R4 year, the speed range of the scheduled operation is in the speed range. The speed environment is in good condition. The equipment has completed the target operation. In the market, the high-sensitivity equipment is used in the market, and the speed range is very high. The speed range is very high, and the equipment is more accurate than the equipment. On the other hand, the device has a high sensitivity, the MEME half-body, the multi-sensor, the high-sensitivity, the high-sensitivity, the half-body, the high-sensitivity, the high-sensitivity, the half-body, the high-sensitivity, the half-body, the half-body, the high-sensitivity, the half-body, the half-body, the multi-sensor, the multi-sensor, the multi-sensor. The target will be completed in the next year. The results of the analysis were compared with the results of the analysis of the results of the analysis. The whole atom is used in the analysis of the whole atom. It is difficult to tell the truth, and to coarsfy it. Now it is coarsening to make it possible to do the job. For example, the high-density optical transmission (HDPE) is highly efficient, while the large-scale development is very difficult. The speed range, the speed range, the shape, shape, The micro-TV system makes the device, and the results show that the separation between the crystal and the crystal shows that the long-cycle temperature is high, the HDPE is very strong, and the viscosity property of the amorphous alloy increases the strength of the crystal. The organization of HDPE micro-TV and the speed of the video show that there is a clear picture at the end.

项目成果

ポリエチレンにおける時間-温度換算則の現象の解明

聚乙烯中时间-温度转换规律现象的阐明

• 发表时间: 2022
• 期刊: 日本複合材料学会誌
• 作者: 元師弘;眞野彩子;蔭山健介;坂井建宣
• 通讯作者: 坂井建宣

Effect of Microscopic Structural Changes on Strain Rate Dependence of Compressive Strength of High-Density Polyethylene

微观结构变化对高密度聚乙烯压缩强度应变率依赖性的影响

• 发表时间: 2022
• 作者: Nobuhiro Misumi;Hiroyuki Yamada;Nagahisa Ogasawara;Ryohei Ippitsu;Masahiro Higuchi;Yusuke Hiejima;Koh-hei Nitta
• 通讯作者: Koh-hei Nitta

高密度ポリエチレンの圧縮変形特性と微視構造の関係

高密度聚乙烯压缩变形特性与微观结构的关系

• 发表时间: 2022
• 作者: 山田浩之;三角宣博;小笠原永久;一筆稜平;樋口理宏;比江嶋祐介;新田 晃平
• 通讯作者: 新田 晃平

高密度ポリエチレンの圧縮強度のひずみ速度依存性に及ぼす微細構造変化の影響

微观结构变化对高密度聚乙烯压缩强度应变率依赖性的影响

• 发表时间: 2022
• 作者: 三角宣博;山田浩之;小笠原永久;一筆稜平;樋口理宏;比江嶋祐介;新田晃平
• 通讯作者: 新田晃平

広範囲ひずみ速度における高密度ポリエチレンの圧縮変形特性

高密度聚乙烯在宽应变率范围内的压缩变形特性

• 发表时间: 2022
• 作者: 三角宣博;山田浩之;小笠原永久;一筆稜平;樋口理宏;比江嶋祐介;新田晃平
• 通讯作者: 新田晃平