2022 Fiscal Year Annual Research Report
Modeling-based investigation of mechanism of kink deformation and strengthening
| Project Area | Materials science on mille-feullie structure -Developement of next-generation structural materials guided by a new strengthen principle- |
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| Project/Area Number |
18H05480
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
君塚 肇 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (60467511)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
板倉 充洋 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, システム計算科学センター, 研究主幹 (90370353)
只野 裕一 佐賀大学, 理工学部, 教授 (00346818)
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| Project Period (FY) |
2018-06-29 – 2023-03-31
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| Keywords | 硬質・軟質層状構造 / キンク形成・強化 / 原子論的解析 / 大規模第一原理計算 / 高次勾配結晶塑性論 / 結晶塑性有限要素解析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は，目標とするミルフィーユ構造におけるキンク形成・強化のメカニズム解明に向けて，構造型（Mg基LPSO合金，MAX相セラミックス等）および組織型（複相合金，共晶ラメラ等）の種々のミルフィーユ構造に対して，これまで構築・検証してきた手法を活用しながら，実験班から供与された知見に基づいてキンク形成過程のモデル化を実施し，キンクが力学特性・強化に与える影響の検討を進めた．具体的には，以下の5項目について研究を遂行した．
(1) 金属系ミルフィーユ構造におけるキンク形成のメカニズムとその支配因子を明確化するため，Cu/Nb系およびAl/Al2Cu系のナノラメラ構造を対象に，その塑性変形の素過程を原子シミュレーションにより解析した．
(2) キンク境界が強化に与える影響を明らかにすることを目的に，Mg-Y-Zn系の18R-LPSO構造を対象としてキンク境界を導入した原子配置モデルを作成し，第一原理計算で安定構造を導出，さらに応力への応答を調べた．
(3) キンクの空間配置がキンク強化に及ぼす影響を明確化することを目的に，高次勾配結晶塑性メッシュフリー法を活用して，キンクの間隔や寸法がキンク強化に及ぼす影響を定量的に評価するための数値解析を実施した．
(4) ミルフィーユ構造におけるキンク形成機構を明らかにすることを目的として，結晶塑性有限要素法を用いて積層構造体の圧縮変形解析を実施し，さらにA02-1およびA02-2との領域内連携により，計算結果と実験観察結果との対応を詳細に調査した．
(5) MAX相の局所弾性にA元素の差異が与える影響の解明を目的として，Ti3AC2構造（A = Al, Ga, In, Si, Ge, Sn）に対してAtoms-in-molecules解析，ならびに，Crystal-orbital解析により局所的電子構造に関する情報を抽出して第一原理局所弾性との比較を試みた．
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| Research Progress Status |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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