Digital-twin visualization of hydrogen in materials to elucidate the mechanism of hydrogen embrittlement

• Project/Area Number: 23H00161
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Medium-sized Section 18:Mechanics of materials, production engineering, design engineering, and related fields
• Research Institution: The University of Osaka
• Principal Investigator: 尾方 成信 大阪大学, 大学院基礎工学研究科, 教授 (20273584)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 新里 秀平 大阪大学, 大学院基礎工学研究科, 助教 (10853202)
• Project Period (FY): 2023-04-01 – 2028-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2025)
• Budget Amount: ¥46,930,000 (Direct Cost: ¥36,100,000、Indirect Cost: ¥10,830,000); Fiscal Year 2025: ¥6,890,000 (Direct Cost: ¥5,300,000、Indirect Cost: ¥1,590,000); Fiscal Year 2024: ¥16,510,000 (Direct Cost: ¥12,700,000、Indirect Cost: ¥3,810,000); Fiscal Year 2023: ¥16,120,000 (Direct Cost: ¥12,400,000、Indirect Cost: ¥3,720,000)
• Keywords: 水素脆化 / デジタルツイン / 水素拡散 / 欠陥場発展 / 原子シミュレーション

Outline of Research at the Start

ニューラルネットワーク原子間相互作用を用いた原子シミュレーションに基づく定量的な水素拡散解析や応力解析に、最先端3次元透過型電子顕微鏡(TEM) 観察とデータ科学を融合させたデジタルツイン力学実験観察を実現する。原子シミュレーションが与える各種エネルギー情報から、水素が材料中の欠陥の発展・運動に与える影響を解析可能とする。水素環境下における金属材料のTEM 内デジタルツイン力学実験観察を行い、塑性変形とともに発展・運動する欠陥場、水素濃度場、応力場の時間発展や、水素と欠陥との相互作用を明らかにすることにより、水素脆化の真のメカニズムを解明し、水素脆化の統一的な学理体系を構築する。