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繰り込み群により倍率を制御する仮想顕微鏡の試作とその切削への適用

研究課題

研究課題/領域番号 08455075
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 機械工作・生産工学
研究機関名古屋工業大学

研究代表者

稲村 豊四郎  名古屋工業大学, 工学部, 教授 (60107539)

研究分担者 武澤 伸浩  名古屋工業大学, 工学部, 助手 (50236452)
島田 尚一  大阪大学, 大学院工学研究科, 助教授 (20029317)
研究期間 (年度) 1996 – 1997
研究課題ステータス 完了 (1997年度)
配分額 *注記
6,700千円 (直接経費: 6,700千円)
1997年度: 600千円 (直接経費: 600千円)
1996年度: 6,100千円 (直接経費: 6,100千円)
キーワード分子動力学 / 繰い込み / 逆繰い込み / シミュレーション / 切削 / 脆性 / 破壊 / 雰囲気 / 繰り込み / 逆繰り込み / ぜい性延性遷移
研究概要

本研究で得られた成果は以下の通りである。
1.原子系を原子クラスタの集合と見なし、更に長さスケールの再規格化を行なってクラスタ系を原子系のごとく扱い、これに分子動力学を適用する繰り込み変換分子動力学を開発した。
2.繰り込み変換分子動力学によるシミュレーション結果の局部を、再度ズ-ミングしてシミュレートする逆繰り込み変換分子動力学を開発した。更に両者を統合して繰り込み群分子動力学とした。
3.繰り込み群変換分子動力学により、Si単結晶のμmスケールの切削シミュレーションを行なった。その結果、Siは延性的に削れるものの、切削中の工具逃げ面下では、アコースティックエミッションによる動的な力で、微細なき裂が断続的に生成消滅を繰り返していることが判明した。
4.上記3.と同様のシミュレーションを単結晶Cuに対して行なったところ、Siの場合のような微細なき裂は現れなかった。
5.上記3.の結果をもとに、微細き裂が生成される際に雰囲気分子が侵入し、クラスタ間相互作用が弱まるとして再度切削シミュレーションを行なったところ、ぜい性モード切削となった。この事実から、少なくとも無欠陥単結晶Siのぜい性発現には、雰囲気の影響が決定的に重要であることが判明した。
6.上記5.におけるクラックの成長に必要なエネルギは、Si内に蓄積されていた弾性ひずみエネルギの解放により供給される。Cuの場合、開放されるべきエネルギの蓄積がないこと、及び開放の引金になる微細き裂の生成がないことの二重の意味で、延性的性質を示すことが明らかとなった。

報告書

(3件)
  • 1997 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1996 実績報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (12件)

  • [文献書誌] 稲村 豊四郎、武澤 伸浩、他: "繰り込み変換分子動力学による無欠陥単結晶シリコン切削時のクラック生成過程シミュレーション" 精密工学会誌. 63・1. 86-90 (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 稲村 豊四郎, 武澤 伸浩, 他: "繰り込みの手法に基づく可変スケール分子動力学シミュレーションについて" 日本機械学会論文集A編. 63・608. 858-863 (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Inamura, S.Shimada, et al.: "Brittle/Ductile Transition Phenomena Observed in Computer Simulation of Machining Defect-Tree Monocrystal Silicon" Annals of the CIRP. 46・1. 31-34 (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Toyoshiro Inamura, Nobuhiro Takezawa, Shiro Shamoto, Naohisa Nakahara: "Renormalized Molecular Dynamics Simulation of Crack Initiation Process in Machining Defectless Monocrystal Silicon" Journal of JSPE. 63.1. 86-90 (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Toyoshiro Inamura, Nobuhiro Takezawa and Shiro Shamoto: "Variable Scale Molecular Dynamics Simulation Based on Renormalization Technique" Transaction of JSME. 63,608 (A). 858-863 (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Toyoshiro Inamura, Shoichi Shimada, Nobuhiro Takezawa and Naohisa Nakahara: "Brittle/Ductile Transition Phenomena Observed in Computer Simulations of Machining Defect-Free Monocrystalline Silicon" Annals of the CIRP. 46.1. 31-34 (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 稲村豊四郎, 武澤伸浩,他: "繰り込み変換分子動力学による無欠陥単結晶シリコン切削時のクラック生成過程シミュレーション" 精密工学会誌. 63.1. 86-90 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] 稲村豊四郎, 武澤伸浩,他: "繰り込みの手法に基づく可変スケール分子動力学シミュレーションについて" 日本機械学会論文集A編. 63・608. 858-863 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] T.Inamura, S.Shimada, et. al: "Brittle/Ductile Transition Phenomena Observed in Computer Simulation of Machining Defect-Free Monocrystal Silicon" Annals of the CIRP. 46.1. 31-34 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] 稲村豊四郎,武澤伸浩,社本志郎,中原尚寿,他: "繰り込み変換分子動力学による無欠陥単結晶のシリコン切削時のクラック生成過程シミュレーション" 精密工学会誌. 63.1. 86-90 (1997)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] Toyoshiro INAMURA,Shoichi SHIMADA,et.al: "Brittle/Ductile Transition Phenomena Observed in Computer Simulation of Machining Defect-Free Monocrystalline Silicon" Annls.of the CIRP. 46.1. (1997)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] 稲村豊四郎,武澤伸浩,社本志郎: "繰り込みの手法にもとづく可変スケール分子動力学シミュレーションについて" 日本機械学会論文集. 63,608,A. (1997)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書

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公開日: 1996-04-01   更新日: 2016-04-21  

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