2021 Fiscal Year Annual Research Report
Unified prediction and control of plasic deformation and fracture based on the physics of friction
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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, 講師 (80773340)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 摩擦 / 金属ガラス / すべり弱化 / 構造緩和 |
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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．昨年度までにすべり
弱化を解析するための粗視化モデルの構築は完了し，それを用いたすべり弱化のメカに済みについての研究を概ね完了している．本年度はすべり弱化のメカニズムにおいて重要となる構造の緩和機構について金属ガラス材料を用いて詳細に解析した．金属ガラスの構造緩和はKohlrausch-Williams-Watts(KWW)緩和とされるが，分子動力学シミュレーションを用いてこの緩和が複数の空間局所的な緩和モードの競合によって実現されることを明らかにした．
具体的には分子動力学を用いた金属ガラスの応力の緩和シミュレーションを実施した．原子の局所緩和を表現する尺度として原子ひずみを採用し，シミュレーションの各時間においてこれが一定値以上を超えた原子を「緩和した」原子として扱い，その個数をカウントすることにより，経過時間ごとの構造緩和の度合を表現した．このとき，シミュレーションにおける経過時間vs構造緩和の度合をプロットすると，KWW緩和が上手く再現されることを確認した．KWW緩和の起源が複数の緩和モードの競合によって発現することは仮説として提唱されていたが，実際に計算機シミュレーションを用いこれをて証明したのは本研究が初である．
また緩和した原子は空間局所構造をとっていることが確認され，KWW緩和と原子の空間局所的な構造緩和との関連性が示唆された．
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