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分子動力学法による二元系非晶質金属の繰返し荷重下の損傷蓄積のメカニズムの解明

研究課題

研究課題/領域番号 15760065
研究種目

若手研究(B)

配分区分補助金
研究分野 機械材料・材料力学
研究機関大阪府立大学

研究代表者

中谷 敬子  大阪府立大学, 工学研究科, 助手 (60295714)

研究期間 (年度) 2003 – 2004
研究課題ステータス 完了 (2004年度)
配分額 *注記
2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
2004年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2003年度: 1,600千円 (直接経費: 1,600千円)
キーワード分子動力学法 / アモルファス / Cu-Zr合金 / 損傷 / 疲労 / 力学特性 / 変形 / 破壊 / Cu-Zr
研究概要

アモルファス合金は、その低い剛性にもかかわらず、静的強度、衝撃破壊強度、疲労強度のいずれも大きいという特徴を持ち、その製品の開発が進んでいる。昨年度は、Zr単結晶および、Cu-Zr系の合金の結晶層に対する原子間ポテンシャルを提案し、弾性係数を始めとする力学特性の評価、および、弾性安定性を調べることにより、提案したポテンシャルパラメータの妥当性を確認した。
さらに、提案した、Zr結晶に対するポテンシャルは、構造の総変体に深く関与することが知られているT1フォノンのN点での不意安定性も良好に再現しており、従来のパラメータよりも優れていることを確認している。
今年度は、この研究をさらに進めて、申請者らが構築しているCu-Zr合金系の結晶相に対する原子間ポテンシャルを用いて、Cu-Zr系アモルファス合金の生成シミュレーションを実施し、その構造安定性と進行過程振のメカニズムを調べた。参照系を適切にとれば、安定したアモルファス構造を得ることを確認した。結晶構造のポテンシャルエネルギよりも、アモルファス構造のそれが低くなる結論を得たが、これは、相互作用の角度依存性を表現する指標である、スクリーニング関数を、より、詳細に、場合わけしてやり、適切な値を設定することで、この問題を回避できる可能性があることを示した。
また、単軸荷重を負荷することにより、ミクロレベルで、構造がどのように変化するかを、ボロノイ多面体解析、動径分布関数、拡散係数を評価することによって、検討を試みた。

報告書

(2件)
  • 2004 実績報告書
  • 2003 実績報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2005 2004 その他

すべて 雑誌論文 (6件) 文献書誌 (3件)

  • [雑誌論文] 分子動力学法による二元系非晶質金属の生成過程2005

    • 著者名/発表者名
      中谷敬子
    • 雑誌名

      関西支部第80期定時総会講演会講演論文集

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 分子動力学法による二元系非晶質金属の生成過程のメカニズムの解明2005

    • 著者名/発表者名
      中谷敬子
    • 雑誌名

      第10回日本計算工学会講演会講演論文集 (発表予定)

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] A Molecular Dynamics Study of Mechanical Properties and Fractures of Amorphous Metal2004

    • 著者名/発表者名
      K.Nakatani, Y.Sugiyama, H.Kitagawa
    • 雑誌名

      IUTAM Symposium on Mesoscopic Dynamics of Fracture Process and Materials Strength (H.Kitagawa, Y.Shibutani(Eds.))(Kluwer Academic Publisher)

      ページ: 107-116

    • NAID

      110002477760

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] A New modified Embedded Atom Method Potential for CuZr Alloys2004

    • 著者名/発表者名
      K.Nakatani
    • 雑誌名

      Abstracts of the 15th Symposium of the Materials Research Society of Japan

      ページ: 228-228

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 新たなMEAMポテンシャルのCu-Zrへの適用2004

    • 著者名/発表者名
      中谷敬子
    • 雑誌名

      第17回計算力学講演会講演論文集

      ページ: 287-288

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] 二元系非晶質金属の特性評価のためのEAMポテンシャルの開発2004

    • 著者名/発表者名
      中谷敬子
    • 雑誌名

      M&M2004材料力学カンファレンス講演論文集

      ページ: 351-352

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [文献書誌] K.Nakatani, Y.Sugiyama, H.Kitagawa: "A Molecular Dynamics Study of Mechanical Properties and Fractures of Amorphous Metal"Book for IUTAM, Kluwer Academic Publisher. (to be published). (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Nakatani, K., Sugiyama, Y., Kitagawa, H.: "A Molecular Dynamics Study of Deformation and Fracture near a Crack Tip"Abstract of IUTAM Symposium on Mesoscopic Dynamics in Fracture Process and Materials Strength. 11 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Nakatani, K., Sugiyama, Y., Kitagawa, H.: "Phonon Dispersion Curves and Structural Stability for CuZr Alloys using a New Modified Embedded Atom Method Potential"Proc.of Mesoscopic Simulation Symposium(pre.symposium IUTAM 2003). (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書

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公開日: 2003-04-01   更新日: 2016-04-21  

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