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Thermodynamics-based constitutive model for deformation twinning

Research Project

Project/Area Number 24656070
Research Category

Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Engineering fundamentals
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

TERADA Kenjiro  東北大学, 災害科学国際研究所, 教授 (40282678)

Project Period (FY) 2012-04-01 – 2014-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2013)
Budget Amount *help
¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2013: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2012: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
Keywords計算力学 / 六方晶金属 / 機械材料・材料力学 / 有限要素法
Research Abstract

A thermodynamics-based constitutive model, which accounts for both crystallographic slip and deformation twinning, is developed for a single crystal of hcp metals within the framework of finite crystal plasticity. While the volume fractions of stress-free twin deformations are introduced as internal variables, the free-energy involves the bulk energy of separate phases and the surface energy at twin interfaces, which are introduced as functions of the internal variables, in addition to the standard hardening-related energy in crystal plasticity framework. After the formulation is described in detail, a series of numerical examples is presented to verify the performance of the proposed model in predicting the deformation twinning, the successive deformation process and the twinning-induced stress responses. The results are studied with reference to the theoretical consequences and the experimental results reported in the literature.

Report

(3 results)
  • 2013 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2012 Research-status Report
  • Research Products

    (15 results)

All 2014 2013 2012

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results) Presentation (11 results)

  • [Journal Article] 結晶塑性有限要素法を用いた圧延集合組織を有するマグネシウム合金の変形・強度発現機構の解明2013

    • Author(s)
      石田智広, 渋谷慎兵, 加藤準治, 寺田賢二郎, 京谷孝史, 安藤大輔, 小池淳一
    • Journal Title

      機械学会論文集(A編)

      Volume: 第79巻,第808号 Pages: 1840-1851

    • NAID

      130003386291

    • URL

      https://www.jstage.jst.go.jp/article/jsces/2012/0/2012_20120014/_article/-char/ja/

    • Related Report
      2013 Final Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 結晶塑性有限要素法を用いた圧延集合組織を有するマグネシウム合金の変形・強度発現機構の解明2013

    • Author(s)
      石田智広, 渋谷慎兵, 加藤準治, 寺田賢二郎, 京谷孝史,安藤大輔, 小池淳一
    • Journal Title

      機械学会論文集(A編)

      Volume: 79 Pages: 1840-1851

    • NAID

      130003386291

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 六方晶金属の結晶塑性・変形双晶構成モデル2012

    • Author(s)
      石田智広, 渋谷慎兵, 加藤準治, 寺田賢二郎, 京谷孝史, 安藤大輔, 小池淳一
    • Journal Title

      計算工学会論文集

      Volume: Vol. 2012(論文番号P20120014)

    • NAID

      130008056293

    • Related Report
      2013 Final Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 六方晶金属の結晶塑性・変形双晶構成モデル2012

    • Author(s)
      石田 智広, 渋谷 慎兵, 加藤 準治, 寺田 賢二郎, 京谷 孝史, 安藤 大輔, 小池 淳一
    • Journal Title

      計算工学会論文集

      Volume: 2012, P20120004 Pages: 1-12

    • NAID

      130008056293

    • Related Report
      2012 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 結晶塑性FEMとMulti Phase Field法を用いたMgY合金の連成解析2014

    • Author(s)
      寺田賢二郎, 石田智広, 安藤大輔, 小池淳一
    • Organizer
      2014年春期講演大会, 日本金属学会
    • Place of Presentation
      東京工業大学大岡山キャンパス
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      2013 Final Research Report
  • [Presentation] 結晶塑性FEMとMulti Phase Field法を用いたMgY合金の連成解析2014

    • Author(s)
      寺田賢二郎, 石田智広, 安藤大輔, 小池淳一
    • Organizer
      2014年 春期講演大会、日本金属学会
    • Place of Presentation
      東京工業大学 大岡山キャンパス
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      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 六方晶金属の変形双晶モデルの構築とその結晶塑性シミュレーションへの適用2013

    • Author(s)
      石田智広, 渋谷慎兵, 加藤準治, 寺田賢二郎, 京谷孝史, 安藤大輔, 小池淳一
    • Organizer
      2013年春期講演大会(第152回)、日本金属学会
    • Place of Presentation
      東京理科大学神楽坂キャンパス
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      2013 Final Research Report
  • [Presentation] 六方晶金属の変形双晶モデルの構築とその結晶塑性シミュレーションへの適用2013

    • Author(s)
      石田智広, 渋谷慎兵, 加藤準治, 寺田賢二郎, 京谷孝史, 安藤大輔, 小池淳一
    • Organizer
      第62回理論応用力学講演会(NCTAM2013)
    • Place of Presentation
      東京工業大学,東京
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      2013 Final Research Report
  • [Presentation] 六方晶金属の変形双晶モデルの構築とその結晶塑性シミュレーションへの適用2013

    • Author(s)
      石田 智広 渋谷 慎兵、加藤 準治 寺田 賢二郎、京谷 孝史、安藤大輔、小池 淳一
    • Organizer
      2013年春期講演大会、日本金属学会
    • Place of Presentation
      京都教育文化センタ-、京都
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      2012 Research-status Report
  • [Presentation] 六方晶金属の変形双晶モデルの構築とその結晶塑性シミュレーションへの適用2012

    • Author(s)
      石田智広, 渋谷慎兵, 加藤準治, 寺田賢二郎, 京谷孝史, 安藤大輔, 小池淳一
    • Organizer
      M&M2012材料力学カンファレンス, 日本機械学会
    • Place of Presentation
      愛媛大学
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      2013 Final Research Report
  • [Presentation] Mg合金の局所変形量と変形双晶の関係, M&M2012材料力学カンファレンス2012

    • Author(s)
      安藤大輔, 須藤祐司, 小池淳一, 石田智広, 渋谷慎平, 寺田賢二郎, 加藤準治, 京谷孝史
    • Organizer
      日本機械学会
    • Place of Presentation
      愛媛大学
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      2013 Final Research Report
  • [Presentation] Thermodynamical twin modeling in crystal plasticity framework for hcp metals2012

    • Author(s)
      K. Terada, S. Sibutani, J. Kato, T. Kyoya,J. Koike, D. Ando
    • Organizer
      6th European Congress on Computational Methods in Applied Sciences and Engineering (ECCOMAS 2012)
    • Place of Presentation
      University of Vienna, Austria
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      2013 Final Research Report
  • [Presentation] 結晶塑性FEMによるマグネシウム合金の強度発現機構の解明2012

    • Author(s)
      石田智広, 渋谷慎兵, 加藤準治, 寺田賢二郎, 京谷孝史,安藤大輔, 小池淳一
    • Organizer
      第17回計算工学講演会
    • Place of Presentation
      京都教育文化センター
    • Related Report
      2013 Final Research Report
  • [Presentation] 六方晶金属の変形双晶モデルの構築とその結晶塑性シミュレーションへの適用2012

    • Author(s)
      石田智広,渋谷慎兵,加藤準治,寺田賢二郎,京谷孝史,安藤大輔,小池淳一
    • Organizer
      石田智広,渋谷慎兵,加藤準治,寺田賢二郎,京谷孝史,安藤大輔,小池淳一
    • Place of Presentation
      愛媛大学、愛媛
    • Related Report
      2012 Research-status Report
  • [Presentation] 結晶塑性FEMによるマグネシウム合金の強度発現機構の解明2012

    • Author(s)
      石田智広,渋谷慎兵,加藤準治,寺田賢二郎,京谷孝史, 安藤大輔,小池淳一
    • Organizer
      第17回計算工学講演会、日本計算工学会
    • Place of Presentation
      東京理科大学、東京
    • Related Report
      2012 Research-status Report

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Published: 2013-05-31   Modified: 2019-07-29  

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