複数の圧子を用いた押込み試験による構成式中の材料定数の同定

Identification of material constants in constitutive equation by indentation test with different indenters

涌井 隆*  ; 二川 正敏  ; 田辺 裕治*; 井岡 郁夫  

Wakui, Takashi*; Futakawa, Masatoshi; Tanabe, Yuji*; Ioka, Ikuo

材料照射の損傷機構と力学的なマクロ特性との相関を知る簡便な手法として硬さの計測が行われる。一方、原子炉システム耐食構造部材では環境割れ機構の解明が急務であり、機構解明には粒界脆化などの材料微小領域における力学特性を評価することが重要となる。そこで、押込み試験から微小領域の材料質変化を評価し、マクロ的な力学特性として材料定数を定量的に評価する手法を考案した。すなわち、複数の形状の異なる圧子を用いた微小押込み試験から得た荷重深さ曲線を実験的及び解析的に評価する。解析的に評価した荷重負荷曲線の傾きと材料定数との関係を示す特性曲線及び傾きの実験値を用いて、各圧子に対する荷重負深さ曲線を表す最適な材料定数を同定する。仮想数値実験と2種類の合金に対する実験結果から、本手法の有用性を確認した。

This paper describes the novel technique for determining constants in constitutive equaution of elastic-palstic materials by the indentation test with indenters having different tip angles. FEM analyses were carried out to evaluate the effect of material constants and the indenter tip angle on the load-depth curve. The constitutive equation was determeined from the characterized curves associated with the effects on the slope. Simiulation analyses were performed for some material models to exammine accuracy of the presented technique. It is confirmed that this technique is useful to determine the constitutive equation of sub-surface of materials or coatings.