二層薄膜構造材の三角すい圧子による押し込み解析

磁気ディスクやフロッピ-ディスクに代表される薄膜構造材の薄膜部分の機械的性質は,従来の引張試験や曲げ試験では測定が困難である.現在,薄膜部分の機械的性質の評価法として三角すい圧子による押込み試験が注目され,そのための研究が数多く行われている.報告者は,これまで三次元有限要素法による三角すい圧子押込み解析に関する研究を行なってきた.そして,均質材料に対する三角すい圧子弾塑性押込み解析のための有限要素プログラムの開発に成功した.本研究では,これまでの均質材料を対象とした解析プログラムを二層薄膜構造材の三角すい圧子押込み解析プログラムへ拡張した.まずはじめに,均質材の要素分割部分の表面に薄膜部分の要素分割を付け加えた自動要素分割プログラムの作成を行った.作成した要素分割プログラムにより1つの母材部分の材料に対して2種類の薄膜部分の材料の組合わせによる三角すい圧子押込み解析を行った.その結果,圧子押込み量が膜厚の0.13〜0.2程度から荷重と押込み変移関係に母材の影響が表れることが分かった.ところが,圧子の押込み量が深くなると要素分割の粗な部分の影響を受けてしまうことが分かった.また,要素分割パターンの問題点として,圧子先端の接触要素(原点に接触している要素)が一個でるために要素の変形限界が存在し,そのために解析可能な三角すい圧子の先端角が限られてしまうことが分かった.これらの問題点を解析した要素分割プログラムを作成しており,現在は,母材部分の要素分割プログラムが完成している.今後,薄膜部分の要素分割を行う予定である.以上の要素分割プログラムの開発および解析結果のデータ整理等は,平成7年度科学研究費補助金によるパソコンおよび周辺機器等によって効率的に行うことができた.

磁気ディスクやフロッピ-ディスクに代表される薄膜構造材の薄膜部分の機械的性質は,従来の引張試験や曲げ試験では測定が困難である.現在,薄膜部分の機械的性質の評価法として三角すい圧子による押込み試験が注目され,そのための研究が数多く行われている.報告者は,これまで三次元有限要素法による三角すい圧子押込み解析に関する研究を行なってきた.そして,均質材料に対する三角すい圧子弾塑性押込み解析のための有限要素プログラムの開発に成功した.本研究では,これまでの均質材料を対象とした解析プログラムを二層薄膜構造材の三角すい圧子押込み解析プログラムへ拡張した.まずはじめに,均質材の要素分割部分の表面に薄膜部分の要素分割を付け加えた自動要素分割プログラムの作成を行った.作成した要素分割プログラムにより1つの母材部分の材料に対して2種類の薄膜部分の材料の組合わせによる三角すい圧子押込み解析を行った.その結果,圧子押込み量が膜厚の0.13〜0.2程度から荷重と押込み変移関係に母材の影響が表れることが分かった.ところが,圧子の押込み量が深くなると要素分割の粗な部分の影響を受けてしまうことが分かった.また,要素分割パターンの問題点として,圧子先端の接触要素(原点に接触している要素)が一個でるために要素の変形限界が存在し,そのために解析可能な三角すい圧子の先端角が限られてしまうことが分かった.これらの問題点を解析した要素分割プログラムを作成しており,現在は,母材部分の要素分割プログラムが完成している.今後,薄膜部分の要素分割を行う予定である.以上の要素分割プログラムの開発および解析結果のデータ整理等は,平成7年度科学研究費補助金によるパソコンおよび周辺機器等によって効率的に行うことができた.