セラミックス-金属系多相材料の熱・弾塑性応答(微視力学的解析システムとその機能検証)

陶瓷-金属多相材料的热和弹塑性响应（显微分析系统及其功能验证）

• 批准号: 03452254
• 负责人: 若島 健司
• 金额: $ 4.48万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for General Scientific Research (B)
• 财政年份: 1991
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1991 至 1992
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-03452254/
• 关键词: 複合材料; 傾斜機能材料; 熱応力; 微視力学; 弾塑性解析; 高温変形; 熱伝導率; セラミックス-金属系; ラチェット変形; セラミックスー金属系

前年度に具体化した主な項目は,1)微視力学モデルに基づく弾塑性構成式の定式化,2)熱・弾塑性応答の数値解析ソフトウェア作成,3)局部加熱方式動的熱変形試験装置の設計・製作,4)クリープ効果の基礎的検討である。当該年度では、まず始めに上記1)に基づく2)のソフトウェアを用いて、平板状のZr3_2-Ni系傾斜組成制御体に関する一連の熱応力解析を実施した。特に上記3)との関連から、Ni相の塑性挙動を無視した弾性解析およびこれを考慮した弾塑性解析によって一次元熱流場での過渡応答をシミュレートした。その結果,弾性解析では高温側のZrO_2-Ni層内に発生する最大圧縮応力を過大評価すること,またNi相内での応力、部分的に降状応力レベルを大きく上回ることから,本徴視力学アプローチによる弾塑性解析の有用性を確認した。さらに検証実験のための供試体をホットプレス法で作製するため,その際の熱履歴に伴う残留応力を上述の弾塑性解析法を発展させて定量化し,熱応力割れを抑制する作製条件を明らかにした。その結果に従って6層構成のZrO_2-Ni系傾斜組成制御体(100ZrO_2/80ZrO_2-20Ni/60ZrO_2-40Ni/40ZrO_2-60Ni/20ZrO_2-80Ni/100Ni;各層の厚さ0.5mm)を作製し,その健全性を確認した。一次元熱流場での加熱試験に先だって,本供試体における各層の熱伝導率を実測して微視力学的な予測値と比較すべきと考え,当初計画を変更し,基本的には前記3)の試験装置を利用した定常比較型のシステムを開発した。このシステムは,供試体内部の一次元定常温度分布を近接拡大レンズを装着した赤外線熱画像カメラにより計測するもので,従来は測定が困難であった多層積層材をそのまま供試体として構成層の熱伝導率評価が可能であることから,プラズマ溶射プロセスで多層形成した被膜についても検討し,本システムの有用性を確認した。このことは本研究の副次的な成果として特筆できる。このような事情で、当初に計画した実験は現時点では未完であるが,予想外の問題は特に無く,近々(数箇月内)に完了の見込みである。

In the previous year, the main project was materialized, 1) the micro-vision mechanics system was modeled, 2) the number of mechanical responses was analyzed, 3) the design of the device was designed, and 4) the basic structure of the device was designed. When the year of the year, the beginning of the year, 1) basic information 2) system, flat Zr3_2-Ni system oblique composition of the system, a system of mechanical analysis of the system. 3) Special attention should be paid to the analysis of the plasticity of the two-dimensional system. 3) Special attention should be paid to the analysis of the plasticity of the Ni system. According to the results of the test, the maximum mechanical strength of the mechanical properties in the high temperature zro _ 2-Ni is too large, and the mechanical properties of the Ni phase, some of the falling forces, the mechanical properties and the usefulness of the plastic analysis are confirmed. In this paper, we use the plastic analysis method, the plastic analysis method, the quantitative method, the force cutting method, the plastic analysis method, the residual force method, the plastic analysis method, the residual force method, the plastic analysis method, the residual force method, the plastic analysis method, the residual force method, the plastic analysis method, the residual force method, the plastic analysis method, the force cutting method, the residual force method, Results the ZrO_2-Ni system (100ZrO_2/80ZrO_2-20Ni/60ZrO_2-40Ni/40ZrO_2-60Ni/20ZrO_2-80Ni bank 100Ni; thickness 0.5 mm) was designed to ensure the integrity of the system. In this paper, the measurement of micro-vision mechanics is more effective than that of micro-vision mechanics. the original plan is better than that of the system. 3) the basic equipment makes use of the system constant to compare the performance of the micro-vision system. One-dimensional steady temperature distribution in the interior of the body, the temperature distribution is close to that of the body, and the portrait is installed in the interior of the body. It is possible to measure the temperature distribution in the interior of the body. This is the best way to confirm the usefulness of the coating. The results of this study are very important. In the past few months, you have finished your business in the past few months, and you have finished your business in the past few months.

项目成果

K.Wakashima (他2名): "Diffusion-Controlled Deformation of Metal Matrix Composites" Aspects of High Temperature Deformation and Fracture of Crystalline Materials (Proc.of JIMIS-7,Japan Institute of Metals). (1993)

K. Wakashima（其他 2 人）：“金属基复合材料的扩散控制变形”晶体材料的高温变形和断裂方面（Proc. of JIMIS-7，日本金属研究所）（1993 年）。

K.Wakashima,H.Tsukamoto,B.H.Choi: "A Mechanism of Thermal CyclingーInduced Superplasticity in Discontinuous Fiber Reinforced Metal Matrix Composites" Meta Matrix CompositesーProcessing,Microstructure and Properties(Proc.of the 12th RISO Int.Symp.,RISO Natio

K. Wakashima、H. Tsukamoto、B. H. Choi：“热循环机制 - 不连续纤维增强金属基复合材料中的诱导超塑性” Meta Matrix Composites - 加工、微观结构和性能（Proc. of the 12th RISO Int.Symp., RISO国家

K.Wakashima(他2名): "Numerical Approach to the Elastic-Plastic Analysis of Thermal Stresses in a Ceramic-Metal Bimaterial Plate With Graded Microstructure" Modelling of Plastic Deformation and Its Engineering Applications (Proc.of the 13th RISO Int.Symp.,RI

K. Wakashima（和其他 2 人）：“Numerical Approach to the Elastic-Plastic Analysis of Thermal Stress in a Ceramic-Metal Bimaterial Plate with Graded Microstruction”塑性变形建模及其工程应用（Proc.of the 13th RISO Int.Symp） .,RI

K.Wakashima (他1名): "A Unified Micromechanical Approach toward thermomechanical Tailoring of Metal Matrix Composites" ISIJ International. 32. 883-892 (1992)

K. Wakashima（和其他 1 人）：“金属基复合材料热机械剪裁的统一微机械方法”ISIJ International 32. 883-892 (1992)。

K.Wakashima,H.Tsukamoto: "MeanーField Micromechanics Model and Its Application to the Analysis of Thermomechanical Behaviour of Composite Materials" Materials Science and Engineering. A146. 291-316 (1991)

K. Wakashima、H. Tsukamoto：“平均场微观力学模型及其在复合材料热机械行为分析中的应用”材料科学与工程 A146 (1991)。