二層薄膜構造材の三角すい圧子による押し込み解析

三角すい圧子押し込み法による超微小硬度試験は,薄膜などの微小領域の強度評価に有効とされている.二層薄膜構造材に対する三角すい圧子押込み解析を行なうためには,均質材における三角すい圧子の荷重一押込み変位関係を明かにする必要がある.本研究では,有限要素法により10種類の弾線形硬化塑性材料を仮定して三角すい押込み解析を行い,荷重一押込み変位関係に及ぼす材料の機械的性質の影響を明かにした.また,二層薄膜構造材のための三次元自動要素分割プログラムの開発を行なった.以上の解析及びプログラム開発は,平成6年度科学研究費補助金によるLAN回線接続,パソコンおよび周辺機器等によって効率的に行なうことができた.得られた結果をまとめると以下の通りである.1)荷重一押込み変位曲線の負荷曲線は硬度と相関があり,Jean L.Loubetらのモデルによって負荷荷重一変位曲線を表すことができる.2)荷重一押込み変位曲線の除荷過程は材料のヤング率と強い相関があるが,降伏応力および加工硬化率の影響も若干受ける.3)任意の膜厚さによる三角すい押込み弾塑性解析が可能となった.しかし,解析時間が非常に長いことと大きな偏平要素を含んでいることなどから,今後改良が必要である.なお,本研究の結果の一部は,日本機会学会第72期通常総会講演会で発表する予定である.

三角すい圧子押し込み法による超微小硬度試験は,薄膜などの微小領域の強度評価に有効とされている.二層薄膜構造材に対する三角すい圧子押込み解析を行なうためには,均質材における三角すい圧子の荷重一押込み変位関係を明かにする必要がある.本研究では,有限要素法により10種類の弾線形硬化塑性材料を仮定して三角すい押込み解析を行い,荷重一押込み変位関係に及ぼす材料の機械的性質の影響を明かにした.また,二層薄膜構造材のための三次元自動要素分割プログラムの開発を行なった.以上の解析及びプログラム開発は,平成6年度科学研究費補助金によるLAN回線接続,パソコンおよび周辺機器等によって効率的に行なうことができた.得られた結果をまとめると以下の通りである.1)荷重一押込み変位曲線の負荷曲線は硬度と相関があり,Jean L.Loubetらのモデルによって負荷荷重一変位曲線を表すことができる.2)荷重一押込み変位曲線の除荷過程は材料のヤング率と強い相関があるが,降伏応力および加工硬化率の影響も若干受ける.3)任意の膜厚さによる三角すい押込み弾塑性解析が可能となった.しかし,解析時間が非常に長いことと大きな偏平要素を含んでいることなどから,今後改良が必要である.なお,本研究の結果の一部は,日本機会学会第72期通常総会講演会で発表する予定である.