| Project/Area Number |
21K11924
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 60100:Computational science-related
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| Research Institution | Tokyo University of Science |
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Principal Investigator |
Takahashi Akiyuki 東京理科大学, 創域理工学部機械航空宇宙工学科, 教授 (00366444)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2023: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2022: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
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| Keywords | 重合メッシュ法 / 転位動力学法 / 転位ー析出物相互作用 / 合金 / 微視的組織 / 臨界分解せん断応力 / 転位 / 析出物 / 転位動力学 / 整合ひずみ |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では，重合メッシュ法を用いた合金中の内部応力の計算と，転位動力学法による転位の運動の計算機シミュレーションを融合させ， 複雑に分布する析出物と転位の相互作用を考慮することを可能にすることによって，ミクロな析出物の形状や分布が与える合金のマクロな応力―ひずみ関係を予測することが可能なマルチスケール合金強度シミュレータの開発を目的とする．具体的には，重合メッシュ法による高精度な内部応力計算法の検討を行い，内部応力を転位動力学法に実装することで，高精度な転位と析出物の相互作用の数値解析を可能にするシミュレータを実現する．
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| Outline of Final Research Achievements |
An alloy strength simulator has been developed that combines the s-version finite element method, which calculates the internal stresses created by precipitates with coherency strain, and the dislocation dynamics method, which simulates the behavior of dislocations under internal stress. The conditions for accurately calculating dislocation behavior under internal stress and the conditions for implementing the dislocation dynamics method were clarified. Furthermore, alloy models with different volume fractions of precipitates were developed and the effects of volume fractions and distribution of precipitates were investigated. It was confirmed that the larger the volume fraction of precipitates, the larger the critical resolved shear stress required for dislocation migration. In the model with distributed precipitates, the critical resolved shear stress was higher for the case with spherical precipitates than for the case with disk-shaped precipitates.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
本研究で開発した合金強度シミュレータは，様々な析出物の形状および分布を有する合金強度評価の可能性を飛躍的に向上させることが期待できる．重合メッシュ法を用いてローカルメッシュで析出物をモデル化することにより，析出物のモデル化の労力を著しく低下させることに成功した．さらに重合メッシュ法で計算した内部応力を転位動力学法で用いることによって，転位と析出物の相互作用を精度良く計算可能であることを示すことに成功した．本シミュレータを応用することによって，合金の強度に対する析出物の形状と分布の影響の理解が深化し，今後更なる強度を有する合金設計への貢献が期待できる．
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