多結晶金属の弾塑性変形に伴う表面あれとそのフラクタル解析による三次元的評価

与多晶金属弹塑性变形相关的表面粗糙度及其分形分析的三维评估

基本信息

批准号：
09750118
负责人：
清水一郎
金额：
$ 1.28万
依托单位：
Okayama University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1997
资助国家：
日本
起止时间：
1997 至 1998
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-09750118/
关键词：
表面あれ弾塑性変形多結晶金属フラクタル解析

项目摘要

多結晶金属の自由表面あれに関して,塑性変形の初期における表面あれ発生形状,および変形の進行に伴うその形状変化を,負荷状態下で高精度に三次元測定することを目的として,表面形状測定顕微鏡上で単軸引張が可能な小型試験装置を設計試作した.また同時に,得られた三次元形状を表面形状測定顕微鏡からリアルタイムに離散データ化してコンピュータへ送り,形状解析処理するためのシステムを構築した.このシステムを用いて,単軸引張に伴う多結晶純アルミニウムの初期表面形状の測定を行っているところである.現在,結晶粒単位の不均質性と初期表面あれ形状の関係について調べているが,試験片移動および測定精度に起因する誤差の影響等に関して解決すべき課題が残されている.一方,三次元表面あれ形状の定量的評価に対するフラクタル解析手法の適用に関して,結晶粒単位の変形と,それに伴う多結晶体の不均質性に起因した表面あれ挙動を評価する目的に最適なフラクタルアルゴリズムの検討を行った.その結果として,中点変位法の一種である逐次ランダム加算法に結晶粒径の不均一性を組み込んだ新しいアルゴリズムを選択した.任意のフラクタル次元を有する表面あれに関して,このアルゴリズムによるシミュレーションモデルと単軸変形下における純鉄の表面あれ形状とを比較検討したところ,形状の分布に関しては差があるものの,表面粗さパラメータおよびスペクトル分布には類似性が認められ,このアルゴリズムの妥当性が確認された.

关于多晶金属的自由表面，我们设计了一个小型测试装置，能够在测量显微镜的表面形状上单轴张力，目的是测量在塑性变形开始时产生的表面形状及其形状随着载荷条件下的高精度而变化而变化。同时，我们构建了一个系统，用于将获得的三维形状发送到从表面形状的离散数据中，从表面形状测量显微镜到计算机以执行形状分析处理。使用该系统，我们目前正在测量由于单轴张力引起的多晶纯铝的初始表面形状。当前，我们正在研究谷物单位的不均匀性与初始表面形状之间的关系，但是关于标本运动和测量准确性引起的误差的影响仍然存在问题。另一方面，关于将分形分析方法应用于三维表面和形状的定量评估，我们研究了最佳分形算法，目的是评估晶粒单位的变形和相关的多晶体晶体均匀性。结果，我们选择了一种新算法，该算法将晶粒尺寸的不均匀性纳入顺序的随机添加方法，即一种类型的中点位移方法。对于具有任意分形尺寸的表面，我们使用该算法在单轴变形下使用该算法与纯铁的表面进行了比较，尽管形状分布存在差异，但在表面粗糙度参数和光谱分布中观察到相似性，并确认了该算法的有效性。