2016 Fiscal Year Research-status Report
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16K17764
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| Research Institution | Kanazawa University |
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Principal Investigator |
新山 友暁 金沢大学, 機械工学系, 助教 (00583858)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 自己組織化臨界 / 塑性変形 / 結晶 / アモルファス固体 / 結晶粒界 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
結晶材料の塑性変形において間欠的・雪崩的な応答が普遍的に内在することが報告されており、構造材料の機械特性との関連および、非平衡臨界現象として関心が持たれている。このような塑性現象における非平衡臨界挙動を分子動力学シミュレーションで再現し、雪崩的な塑性変形挙動（イベント規模）を特徴付けるために適切な動的物理量についての検討を行った。
塑性応答を観察するのに適した物理量として、単軸引張り変形に対する軸方向応力およびポテンシャルエネルギーの変動に注目した。ふたつの物理量の統計分布はほぼ同一のベキ的な裾をもっていたが、その最大規模は系のサイズのスケーリングに対して対照的な傾向を示した（応力は減少するが系全体のポテンシャルエネルギー変動は増加する）。さらに、近接原子の組み換え判定によって抽出された滑り領域面積で塑性変形規模を特徴付けた場合においても、規模の統計分布はベキ的な裾をもち、サイズの増大に伴って最大規模が増加する傾向が認められた。ひずみ速度の変化に対しては、予想に反して統計分布には顕著な差は現れず、準静的変形条件と比較しても変形イベントのオーバーラップの影響は確認できなかった。
さらに、多結晶体およびアモルファス固体においても類似の解析をし、これらの系においてもポテンシャルエネルギーおよび（せん断）応力の変動量はベキ的な裾をもつ統計分布にしたがっており、臨界的な挙動示すことが明らかになった。これより、これらの物理量が、多結晶およびアモルファス系においても臨界挙動を特徴付けるために有効であることが確かめられた。とくに、多結晶体では結晶粒界が塑性挙動に大きく影響することが知られているが、塑性応答の統計分布の定性的な傾向（スケーリング領域の指数）には顕著な影響を及ぼさず、最大規模にのみ影響することが明らかになった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
予定していた数値計算および解析が行えたため、おおむね順調に進展しているといえる。応力、弾性歪みエネルギーおよび結晶滑り面積の変動量の統計分布を求め、さらにそのサイズおよび歪み速度の影響を調べた。この結果から、各物理量のもつ特徴が明らかになったが、特徴量としての長所短所があったため、適切な動的物理量についてはさらなる解析を行う必要が認められた。一方で、多結晶体やアモルファス系などより広いクラスの系および異なる変形条件下での挙動においても、注目する臨界挙動の普遍性が確かめられたため、計画全体として、おおむね順調に進展しているといえる。
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| Strategy for Future Research Activity |
前年度に引き続き、臨界的な塑性挙動の特徴付けに有効な動的変数についてより詳細に解析する。とくに、これまでにえられた結果を総合的に整理し解析することや、イベント規模だけでなく持続時間やなどの時間量とのスケーリング関係について検討し、適切な解析条件などについても調べる。
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| Causes of Carryover |
経費は当初計画に沿って使用されたが、使用品目の組み合わせ上、少額ではあるが残額が0円とはならなかった。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
少額であるためその他の費目として使用する。
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