2018 Fiscal Year Annual Research Report
分子動力学-有限要素連成解析による照射誘起応力腐食割れ発生過程解明に関する研究
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17H03518
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
沖田 泰良 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (50401146)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
鈴木 克幸 東京大学, 人工物工学研究センター, 教授 (10235939)
増田 昌敬 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (50190369)
Liang Yunfeng 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 特任研究員 (70565522)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 転位 / 結晶粒界 / 分子シミュレーション / マルチスケールモデル |
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| Outline of Annual Research Achievements |
(1)解析手法の実装
昨年度構築した分子動力学（Molecular Dynamics, MD）-有限要素（Finte Element Method, FEM）連成解析手法を用いて、ひずみ付与下において複数本の転位と結晶粒界の直接接触に伴う相互作用に関する計算を行った。複数の転位が存在するすべり面近傍と結晶粒界近傍にMD領域、周辺部分にFEM領域、境界に二重解像度要素領域を配置した計算セルを設置し、そのセルサイズを適正化した。尚、MD計算に必要な原子間ポテンシャルにおいては、単元系Cuと共に、面心立方金属を対象として近年開発されたものも使用した。上記の計算セルに対して、外部応力印加下での転位の結晶粒界への蓄積、隣接結晶粒への転位の伝播過程に関して検討を行った。結晶粒界の方位や結晶方位等、粒界構造を決定づけるパラメータに関して系統的に変化させた解析を行い結晶粒界近傍での転位の挙動を支配する粒界因子を特定すると共に、応力集中発生過程を解明した。
(2)妥当性評価，課題の明確化
照射オーステナイト鋼の局所化塑性変形帯形成に関する既往研究を網羅的に調査し、(1)で得られた計算結果との比較に於いて、転位チャネリングに伴う結晶粒界近傍での応力集中を定量評価する手法について、その精度と適用性を明らかにした。また、これに基づいて、特に応力集中の発生確率が高い条件を明らかにすることで、IASCC発生・進展予測への展開を図った。
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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
計算セル設定に予想よりも時間を要するが、その他は概ね順調である。
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| Strategy for Future Research Activity |
種々の材料因子を系統的に変化させた計算を行い、応力集中の定量化、隣接粒界への転位の伝播過程について明らかにする。
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