破壊のメゾスコピックダイナミックス

• 研究課題/領域番号: 09895004
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 企画調査
• 研究分野: 機械材料・材料力学
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 北川 浩 大阪大学, 工学部, 教授 (30029095)
• 研究分担者: 尾方 成信 大阪大学, 工学部, 助手 (20273584) ; 中谷 彰宏 大阪大学, 工学部, 助教授 (50252606) ; 北村 隆行 京都大学大学院, 工学研究科, 助教授 (20169882) ; 渋谷 陽二 神戸大学, 工学部, 助教授 (70206150) ; 久保 司郎 大阪大学, 工学部, 教授 (20107139)
• 研究期間 (年度): 1997
• 研究課題ステータス: 完了 (1997年度)
• 配分額: 3,000千円 (直接経費: 3,000千円); 1997年度: 3,000千円 (直接経費: 3,000千円)
• キーワード: 破壊過程 / 分子動力学法 / 第一原理計算 / メゾスコッピクダイナミックス / 材料強度評価 / 計算力学

研究概要

破壊は、ごく単純に考えれば原子結合の破綻を素過程とする材料の破断現象である。しかしながら現実には、複雑多様な材料内部の微細構造の影響を受けつつ、あるいは局所構造を作り出しながら破断が進行する動的過程として観察され、きわめて多彩な様態を呈する事象である。機械・構造要素の微細化を急速に進め、材料の高機能化の進展を支えている、今日の技術の要請に応えるためには、こうした複雑多様な破壊現象を、旧来のad hoc的視点を脱却して、物資基本構造とそのダイナミックスに根拠を置いて、統一・総合的にとらえる方法論の確立が必要である。
本研究では、破壊現象をミクローマクロ間の力学的相互干渉の問題として、物理/数理理論的ならびに実験的に検討することにより得られる知見をベースに、メゾスコーピックスケールに見られる破壊過程の複雑多様性を、破断面の動的生成過程として力学的にとらえることができるような、普遍的のある方法論の創出を目指した調査活動を行った。
具体的には、(1)破壊の数理力学(エネルギ論、連続体論)的取り扱い、および解析シミュレーションの方法論の追究、(2)き裂発生過程ならびに進展過程の複雑系ダイナミックスとしての数理的、物理的追究、(3)原子構造変化にかかわる電子相関、電子-イオン核の動的相互作用、そこから引き起こされる電子構造転移現象、(4)き裂進展に伴う(を促す)メゾスケール不均一構造とその形成といった課題について調査を進めると共に、3回の研究集会と1回のシンポジウムを開催し、今後推進すべき研究課題をまとめた。