Elucidation of fatigue mechanism by AE analysis based on observation data

2022年度は、前年度までに検討してきたAE計測系を用いて、Ti合金の疲労試験やDwell疲労試験中のAE信号の取得を進めた。また前年度までに検討してきたAE記述子を用いて、き裂発生・進展挙動の解析を進めた。具体的には、レプリカ交換マルコフ連鎖モンテカルロ（RE-MCMC）法において確率的複雑さが最小であったモデルに、選択されたAE記述子の測定データを代入することで、き裂発生数、き裂発生寿命、き裂進展速度、き裂進展ステージの変化点を得た。またAE信号と同時に荷重のデータを取得することで、AE発生源についての考察を行った。特にAE発生時の荷重によって、き裂開閉口を考慮したモデルを組み込むことを検討した。またデータ同化手法を用いて、AE信号とき裂進展速度を関連付けるモデルをリアルタイムに更新しながら、高精度に将来の疲労き裂進展を予測する手法を検討した。検討した結果は、国内外の学会やワークショップで発表した。またAE発生とともに起きた現象を理解するために、ナノ～マイクロメートルスケールのひずみ計測を行った。Ti合金に金薄膜を形成したあとにリモデリングと呼ばれる手法でナノスケールのパターンを表面に形成した。これを疲労試験前、試験中、試験後にSEMで高解像度（解像度：数nm）で観察し、Ncorrというオープンソースソフトウェアを用いてデジタル画像相関解析を行った。結果として、Ti-64合金多結晶体の各結晶粒で発生するすべり線や疲労き裂を多数自動計測することが可能となった。この計測・解析手法は、疲労の問題のみならず、金属材料の様々な変形破壊の解析に有効であると考えられる。この提案手法は論文発表した。

2022年度は、前年度までに検討してきたAE計測系を用いて、Ti合金の疲労試験やDwell疲労試験中のAE信号の取得を進めた。また前年度までに検討してきたAE記述子を用いて、き裂発生・進展挙動の解析を進めた。具体的には、レプリカ交換マルコフ連鎖モンテカルロ（RE-MCMC）法において確率的複雑さが最小であったモデルに、選択されたAE記述子の測定データを代入することで、き裂発生数、き裂発生寿命、き裂進展速度、き裂進展ステージの変化点を得た。またAE信号と同時に荷重のデータを取得することで、AE発生源についての考察を行った。特にAE発生時の荷重によって、き裂開閉口を考慮したモデルを組み込むことを検討した。またデータ同化手法を用いて、AE信号とき裂進展速度を関連付けるモデルをリアルタイムに更新しながら、高精度に将来の疲労き裂進展を予測する手法を検討した。検討した結果は、国内外の学会やワークショップで発表した。またAE発生とともに起きた現象を理解するために、ナノ～マイクロメートルスケールのひずみ計測を行った。Ti合金に金薄膜を形成したあとにリモデリングと呼ばれる手法でナノスケールのパターンを表面に形成した。これを疲労試験前、試験中、試験後にSEMで高解像度（解像度：数nm）で観察し、Ncorrというオープンソースソフトウェアを用いてデジタル画像相関解析を行った。結果として、Ti-64合金多結晶体の各結晶粒で発生するすべり線や疲労き裂を多数自動計測することが可能となった。この計測・解析手法は、疲労の問題のみならず、金属材料の様々な変形破壊の解析に有効であると考えられる。この提案手法は論文発表した。