成果報告書詳細
管理番号20100000002314
タイトル平成21年度成果報告書 ポーラス金属の変形特性評価試験方法に関する標準化事業
公開日2011/1/25
報告書年度2009 - 2009
委託先名財団法人大阪科学技術センター 住友金属テクノロジー株式会社 株式会社コベルコ科研
プロジェクト番号P04002
部署名ナノテクノロジー・材料技術開発部
和文要約 本書は、新エネルギー・産業技術総合開発機構(NEDO)の委託事業として平成21年度に実施された「ポーラス金属の変形特性評価試験方法に関する標準化調査研究」の事業成果をまとめたものである。本調査研究では、発泡金属あるいはセル構造体と称される比較的気孔率の高いポーラス金属を対象とし、高速変形特性評価、特に高速圧縮試験の標準試験方法を策定すること、および、平成20年にJIS規格として制定された「ポーラス金属の圧縮試験方法」をISO国際規格に提案し制定することを目標としている。具体的な成果は以下の通りで、最終年度として本調査研究の目標を十分に達成することができた。
(1) 静的圧縮試験方法の国際標準化(ISO化)の提案
 平成20年12月にISO/TC164/SC2に提案したWD(Working Draft)「Compression test of porous and cellular metals」は、賛否投票の結果21年4月に新規プロジェクト(New work Item)として承認登録された。本委員会においては、投票時に提出された修正コメントを検討してWD改訂版を作成し、21年9月のISO/TC164国際会議で説明討議した。その後、CD(Committee Draft)案の賛否投票が実施され、22年2月にCDとして承認された。また、21年9月に開催された国際会議MetFoam2009において、ISO提案の内容について講演し、諸外国の専門家と討議すると共に理解を得た。
(2) 高速変形試験方法の関連文献および規格調査
 標準化作業に必要な過去の文献を調査することを目的とし,静的圧縮試験法(JIS規格)、静的圧縮試験法(DIN規格)、自動車衝突試験法(SAE規格)の関連規格を詳細に調査した。これらの調査結果は,ポーラス金属の高速圧縮試験方法に関するJIS素案を作成する上で大いに参考となった。
(3) ポーラス金属の高速変形試験方法の試作・解析調査
 昨年度までに調査したポーラスアルミニウムの高速変形特性に及ぼす速度依存性や試験片寸法の影響についてデータ補充を行い、さらに計測方法や計測データ処理の適正条件を確認することを目的として、落錘式衝撃試験、油圧サーボ式試験、静的圧縮試験を対象に試作・解析調査を行った。3年間に実施した全ての実施結果を整理解析して、ポーラス金属の高速変形特性の特徴および高速圧縮試験方法について有益な知見が得られた。
(4) ポーラス金属の変形特性試験の実施状況調査
 ポーラス金属の研究開発や実用化状況およびポーラス金属の変形特性試験の実施状況について、国内の産学官各機関における現状調査を実施し、関連する7件の機関から実施状況の報告を得ることができた。
(5) 高速変形特性評価試験方法のJIS素案の検討
 3年間の調査研究の成果を基に、「ポーラス金属の高速圧縮試験方法」のJIS素案を作成した。このJIS素案の基本方針としては「落錘式衝撃試験機」と「油圧サーボ式試験機」の2つを使用可能とする試験方法であり、高速圧縮試験として比較的広い試験速度範囲に適用できるようになっている。
英文要約Title:High speed compression test for porous and cellular metals (FY2009)Final Report
A recent highlight in lightweight construction of an automobile is the use of aluminum foam in space-frame constructions. In order to put practical use of the porous metals, the appropriate evaluation of their mechanical properties not only with static tests but also with dynamic testing.
In this project research, the testing methods for dynamic properties of porous metals with 70% or more porosity were investigated toward an establishment for reasonable standardization of the testing methods. A proposal of an international standard of related testing methods is also an aim of this project research. This project was supported by New Energy and Industrial Technology Development Organization.
(1) Proposal of international standard (ISO) of static compression test
The working draft (WD) “Compression test of porous and cellular metals” proposed in 2008 was accepted as a new work item (NWI) of the ISO/TC164/SC2 committee in April 2009 from the result of voting. The WD was revised in consideration of comments submitted in the NWI voting, and then it was successfully approved by voting as an official CD by support of major countries in February 2010.
(2) Review of literatures and standards on related dynamic testing
Research papers and related standards in domestic and foreign countries were reviewed for preparing a working draft (WD) on a dynamic testing method of the porous metals. Some related standards were very useful to prepare the original draft for JIS standard for the high speed compression test of porous and cellular metals.
(3) Examination of dynamic properties of porous metals
Static and dynamic compressive tests in various strain rate ranges were carried out for commercially produced aluminum foams by use of an Instron type universal testing machine, a servo-hydraulic testing machine and a drop weight impact testing machine. The effects of testing method, testing machine, compression speed, specimen size and post-test filtering process were investigated and cleared.
(4) Reports of practical development on related materials and tests
Practical research and development on the mechanical testing for some related materials were reported from seven universities and industries.
(5) Investigation on original draft for JIS standard
An original draft for JIS standard on “Method for high speed compression test of porous and cellular metals” was prepared from review of literatures and examination of dynamic properties of these metals. It covers relatively wide range of testing speed using both a drop weight impact testing method and a servo-hydraulic testing method.
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