2019 Fiscal Year Research-status Report
摩擦の物理に基づく塑性変形・破壊現象の統一的な予測と制御
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18K13658
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
石井 明男 (シャードンバオ) 大阪大学, 基礎工学研究科, 助教 (80773340)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 摩擦 / 金属ガラス / すべり弱化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
破壊現象，摩擦現象においてすべり弱化は重要な現象（動摩擦の構成式で言えば(A-B)<0の場合）であり，そのメカニズムの理解は破壊・摩擦現象の理解及び制御において重要である．今年度は昨年度構築した活性化エネルギーの時間依存性(摩擦現象における緩和機構)を考慮した金属ガラスの塑性変形の粗視化モデルの改良とそれを用いた解析を行った．粗視化モデルの改良点としては緩和挙動を金属ガラスの粘性を表すアンドレードの式から導出し，緩和の特徴時間を金属ガラスのShear Transformation Zone(STZ)のβ緩和の活性化エネルギーから算出される平均時間とすることにより，金属ガラスの塑性変形と緩和の物理を上手く表現することに成功した．粘性，β緩和の活性化エネルギーといったパラメータを実験にてえられたジルコニウムがベースの金属ガラスのものを用いて解析を行ったところ，緩和機構が存在する場合特定の温度．ひずみ速度域にてすべり弱化（動摩擦の構成式で言えば(A-B)<0の場合が発生することがわかった．具体的にはひずみ速度が高く温度が低温なほど，すべり弱化は発生しやすいことが分かった．ジルコニウムがベースの金属ガラスの圧縮試験による観測においてもこれと同様の挙動が見られており，良い一致を示している．すべり弱化が発生する領域においては，変形が加速的に起こり，急速破壊が発生しており，構築した粗視化モデルを用いれば，実験を行わずともこれを予測することができる．
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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
摩擦の物理（構造の緩和）に基づいて金属ガラスの破壊機構を主尾よく表現できる粗視化モデルを構築したといえるため，当初の目的はある程度達成できたと考える．
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| Strategy for Future Research Activity |
構築した粗視化モデルに基づいてより単純化し，より汎用的な流動応力とひずみの関係を表す構成式を導出する予定である．
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| Causes of Carryover |
学会の出張，研究の打ち合わせ等の費用を一部別の予算より捻出できたため残余が生じた．余った予算は次年度に論文の英文校閲のために使用する予定である．
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