Paper Abstract
論文抄録
号数
ばね論文集71号(2026)
該当ページ
P69-78
種類
論文
Comprehensive Standardization of Young’s Modulus Measuremen(Ohtsuki Method II: A Revolutionary Large Deformation Method in Electrodeposited Fine Wires) -Proposal of New Definitions: Exact Young’s Modulus, Apparent Young’s Modulus and Equivalent Young’s Modulus-

めっき細線/ ワイヤにおけるヤング率測定法の体系的標準化 (大槻法II:画期的な大変形軸圧縮法) −厳密ヤング率,見掛けヤング率,等価ヤング率の新定義提案−

執筆者
大槻敦巳1)
所属
1)名城大学
Author
Atsumi OHTSUKI1)
Belonging
1)Meijo University, Emeritus Prof.

抄録

構造設計上、積層材料における各層ヤング率を知ることは極めて重要である。本論文では、薄肉積層材料の各層ヤング率を測定するために、非線形大変形理論に基づいた画期的な軸圧縮法(大槻法 II)を開発した。本方法の適用例として、銅めっき(Cu)薄層と母材のピアノ細線(SWPA)からなる積層2層材料の各層ヤング率を計測した。なお、こうした革新的測定法は PVD、CVD、電着、コーティング、塗装膜、クラッディング、ラミネートなどによって形成される種々の薄層/薄膜のヤング率測定に広く応用でき、グローバル標準化も見込まれる。ところで、金属疲労は製品の故障や事故原因となるため、産業界において非常に重要な問題である。疲労限度にはさまざまな内部要因(浸炭、窒化、各種熱処理など)、外部要因(ショットピーニング、強加工など)がある。重要な懸念事項は、各種加工処理に伴い、表層から内部にわたる組織性状が異なるにも拘わらず、一般的に、表層と内部で同一ヤング率として取り扱われていることである。そこで、こうした表層~内部に亘るヤング率の相違を認知し、評価するための革新的手法として、本論文で提起した軸圧縮法(大槻法 II)が大いに活用できる可能性がある。また、本論文では各種処理加工による効果の評価/検討のため“厳密ヤング率”、“見掛けヤング率”、“等価ヤング率”を提唱した。

Summary

In structural design, it is extremely important to grasp Young’s modulus of each layer in a laminated material. In this paper, a comprehensive axial compression method (: Ohtsuki Method II) based on nonlinear large deformation theory is developed for measuring Young’s modulus of flexible multi-layered materials. As an example of the application of this method, Young’s modulus of each layer of laminate material consisting of an electrodeposited thin Cu layer and a substrate thin piano wire (SWPA) was measured. Furthermore, this innovative measurement method can be widely applied to measure Young’s modulus of various thin layers/films formed by PVD, CVD, electrodeposition, coating, paint film, cladding, etc., and is expected to become a global standard. In industry, metal fatigue is a very signi ficant issue since it can cause product failures and accidents. The fatigue limit is affected by various internal factors( e.g., carburizing, nitriding, various heat treatments) and external factors( e.g., shot peening, severe deformation processing). A major item to be considered is that Young’s modulus is generally treated as uniform value across the cross section though the microstructural properties vary from the surface to the interior. Therefore, the axial compression method (: Ohtsuki Method II) proposed in this paper can be used as an innovative method to grasp and evaluate the differences in Young’s modulus from surface to inner section. In addition, this paper proposed the use of " Exact Young’s modulus " , " Apparent Young’s modulus " , and " Equivalent Young’s modulus " to evaluate and examine the effects of various material processing.

Keyword

Young’s modulus, Large deformation, Multi-layered material, Electrodeposited layer, Coating,Lamination, PVD, CVD, Clad, Surface-treatment material, Metal fatigue, Fatigue limit.