Development of plastic theory based on statistical mechanics to realize effect of dislocation behavior

• Project/Area Number: 23K18458
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 60:Information science, computer engineering, and related fields
• Research Institution: University of Tsukuba
• Principal Investigator: 新宅 勇一 筑波大学, システム情報系, 助教 (80780064)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 高橋 昭如 東京理科大学, 創域理工学部機械航空宇宙工学科, 教授 (00366444) ; 高安 亮紀 筑波大学, システム情報系, 助教 (60707743)
• Project Period (FY): 2023-06-30 – 2026-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2023)
• Budget Amount: ¥6,370,000 (Direct Cost: ¥4,900,000、Indirect Cost: ¥1,470,000); Fiscal Year 2025: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000); Fiscal Year 2024: ¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000); Fiscal Year 2023: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
• Keywords: マルチスケール解析 / 統計力学 / 確率論 / 均質化法 / 有限要素法

Outline of Research at the Start

本研究課題では、ミクロ構造のばらつきを考慮して、転位の運動とマクロ的な塑性変形を繋ぐために、確率論に基づくマルチスケール解析を開発することで、統計力学の観点から新たに再構築した塑性理論の創生に挑戦する。具体的には、転位動力学に基づく手法とマルチスケール解析手法を組み合わせることで、ミクロ構造における転位の運動を直接数値解析し、硬化挙動との関係をマクロ材料特性として求める。さらに、ミクロ構造におけるばらつきを考慮するために、Sparse gridと呼ばれる数値積分を確率論的選点法に新たに導入することで、現実的な数のサンプルで統計量の計算を可能とする。