イメージベース構造解析ソフトウェア
VOXELCON

ユーザー事例：三菱マテリアル株式会社様
CT画像を用いた発泡金属のマクロ特性評価

■概要

近年、発泡金属の構造制御が可能となり、機能材料や構造材として、様々な分野で利用されています。

ここでは、実験の代替として、発泡チタン積層材のミクロ構造をCT撮像したデータを用いて、VOXELCONの均質化解析機能を用いて、マクロ特性を評価した事例をご紹介します。

なお本事例は、三菱マテリアル株式会社様 のご研究を、ご厚意で紹介させて頂いたものです。

■評価サンプル

チタン製発泡金属

厚さ2mmのシート状単層材を接合した積層材（気孔率：80%、気孔径：約300μm）

■モデリング

CT撮像を行い、得られた断層画像をVOXELCONに読み込んで、3Dモデリングを行います。

構築した3Dモデルから、2mm角領域を解析領域として抽出します。

サンプリングされた領域をもとに、ボクセルモデルを生成します。

物性値（チタン）
ヤング率	105 [GPa]
ポアソン比	0.33

■等価物性値算出

VOXELCONの均質化解析機能により、等価物性値を算出します。

等価弾性率（異方性物性値） [GPa]

	X	Y	Z	XY	YZ	ZX
X	3.37E+00	9.80E-01	4.02E-01	-5.05E-03	1.84E-02	-1.70E-02
Y		3.51E+00	4.37E-01	-6.76E-02	4.29E-02	4.98E-03
Z			1.92E+00	-7.04E-04	4.36E-02	1.29E-02
XY				1.22E+00	1.91E-02	-2.04E-03
YZ					6.41E-01	-4.65E-03
ZX						6.28E-01

直交異方性を仮定した場合の等価工学定数 [GPa]

Ex	Ey	Ez	Vxy	Vyz	Vzx	Gxy	Gyz	Gzx
3.06	3.16	1.84	0.26	0.17	0.09	1.22	0.64	0.63

※計算時間：17時間53分（Intel Core2 2.66GHz×4並列）

■実験結果との比較

既往の実験結果との比較により、CT画像を用いた均質化解析の妥当性を検証しました。

※実験については、以下の論文を参照
K. Kato, A. Yamamoto, S. Ochiai, Y. Daigo, T. Isobe, S. Matano, K. Omori, Cell Proliferation, Corrosion Resistance and Mechanical Properties of Novel Titanium Foam with Sheet Shape (Materials Transactions, Vol. 53, No.4 (2012) pp. 724 to 732)