放射光X線トモグラフィーによる鋳造材の疲労特性の3D統計解析

使用同步辐射 X 射线断层扫描对铸造材料的疲劳性能进行 3D 统计分析

基本信息

批准号：
16K05981
负责人：
徐道源
金额：
$ 3.08万
依托单位：
Kyushu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2016
资助国家：
日本
起止时间：
2016-04-01 至 2018-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16K05981/
关键词：
X線トモグラフィー統計解析ダイカスト鋳造材疲労 3D統計

项目摘要

位相コントラストイメージングを4Dトラッキング技術と組み合わせて，ミクロポアや疲労き裂など材料内部組織を3D可視化し，それらを高精度に同時追跡した。疲労き裂発生過程におけるその場観察を多数回繰り返すことにより，疲労き裂の起点となったミクロポアを多数抽出し，その他のミクロポアと分離することができた。また，その場観察の試験片内のミクロポアの球相当直径のヒストグラム解析から1.5～15マイクロまで分布していることを分かった。疲労き裂の起点となったミクロポアは比較的大きく，鋳肌近傍に存在するが，疲労き裂の起点とならなかったミクロポアの分布とほとんど同様な傾向であった．したがって，単一のミクロポアの性状と，疲労き裂発生とは一義的な対応が得られないことがわかった．そこで，隣接するミクロポアとの相互関係を含め，このような評価を2つのミクロポアのペアに拡張して疲労き裂発生への影響を検討した。表面直下のミクロポアと疲労き裂発生との関係性を評価するため，ミクロポアの空間的な分布・配置を幾何学的に評価する45個のパラメータを算出した。それぞれ得られた多数のパラメータを統計学的に解析するためには，主成分分析などのデータ粗視化と統計学的解析が必要である。主成分分析においては，多くの変数により記述された量的データの変数間の相関を排除し，できるだけ少ない情報の損失で，少数個の無相関な合成変数に縮約して，疲労き裂発生と相関の強いパラメータを絞り込みすることで，この分析は，予定通りH29-H30年度に研究する予定である。各要素技術および統計解析の適用に関する成果発信も国内学会での発表を通じて活発に行った。

将相对造影剂成像与4D跟踪技术结合使用3D可视化内部组织，例如微孔和疲劳裂纹，并以高精度同时跟踪它们。通过多次重复疲劳裂纹启动过程中的原位观测，许多微孔是疲劳裂纹的起源，并与其他微孔分离。此外，对原位观察到的标本中微孔球体的等效直径进行了直径分析表明，微孔分布在1.5至15微米。起源于疲劳裂纹的微孔相对较大，并且存在于铸造表面附近，但趋势几乎与非源自疲劳裂纹的微孔的分布相同。因此，发现不可能在单个微孔和疲劳裂纹启动之间具有独特的对应关系。因此，我们将此评估扩展到两个微孔对，包括与相邻微孔的相互作用，以检查对疲劳裂纹启动的影响。为了评估表面以下微孔和疲劳裂纹启动之间的关系，计算了45个参数，以几何评估微孔的空间分布和排列。为了统计分析每个获得的许多参数，必须进行粗粒数据，例如主成分分析和统计分析。在主成分分析中，计划通过消除许多变量描述的定量数据中变量之间的相关性来研究该分析，从而将其减少到与少数不相关的信息，并尽可能少，并缩小与疲劳裂纹裂纹的范围较大相关的参数。每种元素技术和统计分析的应用结果也通过日本学术会议的演讲积极传达。