2006 Fiscal Year Annual Research Report
高密度格子欠陥を有する物質・材料のマイクロダイナミクス解析
| Project/Area Number |
18062004
|
|---|
| Research Institution | Osaka University |
|---|
Principal Investigator |
中谷 彰宏 大阪大学, 大学院工学研究科, 教授 (50252606)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
下川 智嗣 金沢大学, 大学院自然科学研究科, 講師 (40361977)
齋藤 賢一 関西大学, 工学部, 助教授 (90294032)
松島 亘志 筑波大学, 大学院システム情報工学研究科, 助教授 (60251625)
|
|---|
| Keywords | 巨大ひずみ / 計算力学 / 分子動力学法 / 転位 / 多結晶体 / 離散転位動力学法 / 粒子法 / 結晶粒界 |
|---|
| Research Abstract |
本課題では大規模分子動力学解析を基本軸に、粒子法・個別要素法による解析からフェースフィールド塑性力学解析までをシームレスに結びつけるマルチスケールメゾスコピック塑性力学モデルを開発し、巨大ひずみ付与により創製される材料が示す特異力学特性(高強度と高延性の両立、室温における顕著なひずみ速度依存性、Hall-Petch係数の粒径依存性)の発現メカニズムを、高密度欠陥を有する内部構造の時間発展の観点から統一的に理解することを目的としている。特に、原子モデル系が具備する必要な特徴を保持しながら、ハイブリッド的マルチスケール(分子動力学法と準連続体法、粒子法の結合モデル)や欠陥のみの自由度を陽に取り扱うトランススケール的マルチスケール(離散転位動力学法)を考え、ナノ結晶材料の特異な力学特性の発現メカニズムを解明することを目指した研究を行っており、今年度の主要な研究実績は以下の通りである。
1.メッシュフリー法の一種であるPartition-of-Unity法に基礎を置くX-FEM(extended finite element method)を用いて、転位芯まわりの変位場、応力場、ひずみ場の解析を行うための定式化と計算コードを作成し、今後の離散転位動力学べ拡張の可能性について確認した。
2.粒界の特徴による材料の非弾性変形の差、粒界と転位の相互作用、巨大ひずみ加工を模擬した境界条件による微細結晶粒の生成について、分子動力学法と準連続体法による解析を行った。
3.ナノ粒子間の相互作用を分子動力学法を用いて解析し、負荷除荷過程における自己修復性について検討した。さらに、SPH法と散逸粒子動力学法と分子動力学法を結合したモデルを用いてせん断を受ける粒界のモデル化を行った。
4.SPH法により多結晶体の変形を扱う手法を提案しその解析を行った。
|
