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金属組織学と連続体力学の連携を目指した構成モデル研究

研究課題

研究課題/領域番号 15K18205
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 金属物性・材料
研究機関国立研究開発法人物質・材料研究機構

研究代表者

渡邊 育夢  国立研究開発法人物質・材料研究機構, 構造材料研究拠点, 主任研究員 (20535992)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2016年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2015年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワード結晶塑性論 / 金属組織学 / 非線形計算力学 / 連続体力学 / 有限要素解析 / 有限要素法 / マルテンサイト変態 / 結晶塑性
研究成果の概要

本研究では,金属材料の主要な変形機構である結晶すべり・マルテンサイト変態・双晶変形を統一して扱う力学モデルの構築に取り組み,結晶学的異方性を考慮したモデルとして定式化を行った。結晶塑性構成モデルの計算手法を流用して,定義した有限ひずみ弾塑性構成モデルの陰解法計算アルゴリズムを導出するとともに有限要素解析プログラムへ実装した。開発モデルでは自由エネルギーに基づき散逸エネルギー最大化を考える定式化を採用している。よって,弾性・塑性ともにそれぞれポテンシャルを関数として定義しており,熱力学データベースとの関連付けの足がかりを築いた。

報告書

(3件)
  • 2016 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2015 実施状況報告書
  • 研究成果

    (45件)

すべて 2017 2016 2015 その他

すべて 国際共同研究 (5件) 雑誌論文 (11件) (うち国際共著 4件、 査読あり 9件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (24件) (うち国際学会 12件、 招待講演 16件) 備考 (3件) 学会・シンポジウム開催 (2件)

  • [国際共同研究] Northwestern University/Fermilab/University of Pittsburgh(米国)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [国際共同研究] Swansea University/University of Manchester(英国)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [国際共同研究] Delft University of Technology(オランダ)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [国際共同研究] Northwestern University/Fermi National Accelerator Laboratory(米国)

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [国際共同研究] National Metal & Mater. Tech. Center/Khon Kaen University(タイ)

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 界面の微視的組織・力学解析とマクロ特性予測2017

    • 著者名/発表者名
      大村孝仁, 原徹, 渡邊育夢
    • 雑誌名

      金属

      巻: 87 ページ: 37-44

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [雑誌論文] One dimensional EFIT modeling and experimental validation of dynamic interfacial bonding2017

    • 著者名/発表者名
      Asriana IBRAHIM, K. Nakahata, H. Yamawaki, Ikumu Watanabe
    • 雑誌名

      Mechanical Engineering Letters

      巻: 3 号: 0 ページ: 16-00605-16-00605

    • DOI

      10.1299/mel.16-00605

    • NAID

      130005303980

    • ISSN
      2189-5236
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Three-Dimensionally Gradient and Periodic Harmonic Structure for High Performance Advanced Structural Materials2016

    • 著者名/発表者名
      Sanjay Kumar Vajpai, H. Yu, M. Ota, Ikumu Watanabe, G. Dirras, K. Ameyama
    • 雑誌名

      MATERIALS TRANSACTIONS

      巻: 57 号: 9 ページ: 1424-1432

    • DOI

      10.2320/matertrans.MH201509

    • NAID

      130005289897

    • ISSN
      1345-9678, 1347-5320
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Multiscale Characterization of a Polycrystalline Aggregate Subjected to Severe Plastic Deformation with the Finite Element Method2016

    • 著者名/発表者名
      Ikumu Watanabe, D. Setoyama
    • 雑誌名

      MATERIALS TRANSACTIONS

      巻: 57 号: 9 ページ: 1404-1410

    • DOI

      10.2320/matertrans.MH201514

    • NAID

      130005289893

    • ISSN
      1345-9678, 1347-5320
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Numerical Estimation of Frictional Effects in Equal Channel Angular Extrusion2016

    • 著者名/発表者名
      Vinicius Aguiar de Souza, Ikumu Watanabe, A. Yanagida
    • 雑誌名

      MATERIALS TRANSACTIONS

      巻: 57 号: 9 ページ: 1399-1403

    • DOI

      10.2320/matertrans.MH201513

    • NAID

      130005289894

    • ISSN
      1345-9678, 1347-5320
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Investigation of Friction Models in Micro-Extrusion of 6063 Aluminum Alloy2016

    • 著者名/発表者名
      Sedthawatt Sucharitpwatskul, Sasawat Mahabunphachai, Norio Takatsuji, Kuniaki Dohda, Ikumu Watanabe and Numpon Mahayotsanun
    • 雑誌名

      International Conference on Tribology in Manufacturing Processes ICTMP 2016 proceedings

      巻: 1 ページ: 229-237

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際共著
  • [雑誌論文] Empirical formulation of stress concentration factor around an arbitrary-sized spherical dual-cavity system and its application to aluminum die castings2015

    • 著者名/発表者名
      Sujit Bidhar, Osamu Kuwazuru, Yoshinori Shiihara, Yoshihiko Hangai, Masaya Nomura, Takao Utsunomiya, Ikumu Watanabe and Nobuhiro Yoshikawa
    • 雑誌名

      Applied Mathematical Modelling

      巻: 39 号: 18 ページ: 5707-5723

    • DOI

      10.1016/j.apm.2015.01.032

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Practical application of empirical formulation of the stress concentration factor around equally sized dual spherical cavities to aluminum die cast2015

    • 著者名/発表者名
      Sujit Bidhar, Osamu Kuwazuru, Yoshinori Shiihara, Yoshihiko Hangai, Takao Utsunomiya, Ikumu Watanabe, Nobuhiro Yoshikawa
    • 雑誌名

      Applied Mathematical Modelling

      巻: 30 号: 2 ページ: 881-893

    • DOI

      10.1016/j.apm.2014.07.005

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 連続体力学に基づく延性破壊の数値解析手法2015

    • 著者名/発表者名
      渡邊育夢
    • 雑誌名

      鉄と鋼

      巻: 101 ページ: 465-470

    • NAID

      130005094597

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Maximization of strengthening effect of microscopic morphology in duplex steels2015

    • 著者名/発表者名
      Ikumu Watanabe, Gaku Nakamura, Kohei Yuge, Daigo Setoyama and Noritoshi Iwata
    • 雑誌名

      Advanced Material Modelling: From Creep Damage Mechanics to Homogenization Methods

      巻: 1 ページ: 541-555

    • DOI

      10.1007/978-3-319-19440-0_24

    • ISBN
      9783319194394, 9783319194400
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Deformation Behavior Analysis of Harmonic Structure Materials by Multi-Scale Finite Element Analysis2015

    • 著者名/発表者名
      Yu Han, Ikumu Watanabe and Kei Ameyama
    • 雑誌名

      ADVANCED MATERIALS RESEARCH

      巻: 1088 ページ: 853-857

    • DOI

      10.4028/www.scientific.net/amr.1088.853

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Computer Aided Material Development using text mining2017

    • 著者名/発表者名
      Ikumu Watanabe, T. Onishi and T. Kadohira
    • 学会等名
      NU/NIMS Materials Genome Workshop
    • 発表場所
      Northwestern University, USA
    • 年月日
      2017-03-28
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 構造材料のマルチスケールモデリング2017

    • 著者名/発表者名
      渡邊育夢
    • 学会等名
      日立金属冶金研究所セミナー
    • 発表場所
      日立金属冶金研究所(島根,安来)
    • 年月日
      2017-02-02
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Scale-coupling approaches using finite element analysis of microstructure in structural materials2017

    • 著者名/発表者名
      Ikumu Watanabe
    • 学会等名
      International Symposium on Plasticity Damage and Fracture
    • 発表場所
      Puerto Vallarta, Mexico
    • 年月日
      2017-01-03
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Study of Strengthening Effect of Microscopic Morphology using Finite Element Analysis of Periodic Microstructure2016

    • 著者名/発表者名
      Ikumu Watanabe, Y. Han, K. Ameyama, D. Setoyama, N. Iwata
    • 学会等名
      13th Asia-Pacific Symposium on Engineering Plasticity
    • 発表場所
      Higashi Hiroshima Arts & Culture Hall Kurara, Higashi-Hiroshima, Hiroshima, Japan
    • 年月日
      2016-12-04
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Characteristics of Stabilized Soil2016

    • 著者名/発表者名
      Santosh Shrestha, Ikumu Watanabe
    • 学会等名
      Int. Conf.on GIS & Geoinformation Zoning for Disaster Mitigation
    • 発表場所
      Katmandu, Nepal
    • 年月日
      2016-11-28
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 金属材料組織と変形・強化機構を関連付ける数理モデルの開発2016

    • 著者名/発表者名
      渡邊育夢
    • 学会等名
      SIP「革新的構造材料」マテリアルズインテグレーション シンポジウム
    • 発表場所
      東京大学駒場キャンパス (東京)
    • 年月日
      2016-11-01
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Modeling of dynamic behavior of interfacial bonding using EFIT and its experimental validation2016

    • 著者名/発表者名
      Asriana Ibrahim, K. Nakahata, H. Yamawaki, Ikumu Watanabe
    • 学会等名
      NIMS WEEK 2016
    • 発表場所
      Tokyo international forum, Tokyo, Japan
    • 年月日
      2016-10-20
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Causal Relation Extraction from Natural Language Texts for Material Development2016

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Onishi, T. Kadohira, Ikumu Watanabe
    • 学会等名
      NIMS WEEK 2016
    • 発表場所
      Tokyo international forum, Tokyo, Japan
    • 年月日
      2016-10-20
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Investigation of the influence of elemental distribution in Ti-12Mo alloy on its mechanical properties by nanoindentation test2016

    • 著者名/発表者名
      Jovana Ruzic, Ikumu Watanabe, S. Emura
    • 学会等名
      NIMS WEEK 2016
    • 発表場所
      Tokyo international forum, Tokyo, Japan
    • 年月日
      2016-10-20
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Maximization of strengthening effect of microscopic morphology in duplex metals2016

    • 著者名/発表者名
      Ikumu Watanabe, G. Nakamura, K. Yuge
    • 学会等名
      Pacific Rim Inter. Conf. on Advanced Materials & Processing
    • 発表場所
      Kyoto international conference center, Kyoto, Japan
    • 年月日
      2016-08-01
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 材料組織の有限要素解析による応力-ひずみ関係評価2016

    • 著者名/発表者名
      渡邊育夢
    • 学会等名
      鉄鋼インフォマティクス研究会
    • 発表場所
      キャンパスイノベーションセンター東京 (東京)
    • 年月日
      2016-07-07
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Finite element modeling of microstructure as an interface between deformation mechanisms and bulk properties2016

    • 著者名/発表者名
      I. Watanabe
    • 学会等名
      3mE seminar
    • 発表場所
      Delft University of Technology, Holland
    • 年月日
      2016-06-14
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Multi-scale finite element modeling in structural materials2016

    • 著者名/発表者名
      I. Watanabe
    • 学会等名
      ZCCE seminar
    • 発表場所
      Swansea University, Wales, UK
    • 年月日
      2016-06-10
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 自己治癒材料の計測三次元画像ベース有限要素解析2016

    • 著者名/発表者名
      渡邊育夢, 長田俊郎, 鴨田 紀一, Bidhar Sujit Kumar
    • 学会等名
      計算工学講演会
    • 発表場所
      朱鷺メッセ (新潟)
    • 年月日
      2016-05-31
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Maximization of strengthening effect of microscopic morphology in duplex steels2016

    • 著者名/発表者名
      Ikumu Watanabe
    • 学会等名
      NU-NIMS Materials Genome Workshop
    • 発表場所
      Northwestern University
    • 年月日
      2016-03-24
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Characterization of Strength-Ductility Relationship with Finite Element Analysis of Periodic Microstructure2016

    • 著者名/発表者名
      Ikumu Watanabe
    • 学会等名
      International Symposium on Plasticity and Its Current Application
    • 発表場所
      Hawaii
    • 年月日
      2016-01-03
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 多結晶組織代表体積要素の有限要素モデリング2015

    • 著者名/発表者名
      渡邊育夢, 斎藤和也
    • 学会等名
      日本機械学会 M&M2015材料力学カンファレンス
    • 発表場所
      慶應義塾大学矢上キャンパス
    • 年月日
      2015-11-21
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Numerical Simulation of Harmonic Structure and Random-Bimodal Structure Materials by Multi-Scale Finite Element Analysis2015

    • 著者名/発表者名
      Yu Han, Ikumu Watanabe, Mie Ota and Kei Ameyama
    • 学会等名
      International Conference on Powder Metallurgy in Asia
    • 発表場所
      Kyoto University
    • 年月日
      2015-11-08
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Multi-scale finite element modeling in structural materials2015

    • 著者名/発表者名
      Ikumu Watanabe
    • 学会等名
      Advanced Materials and Surface Modification Workshop-2015
    • 発表場所
      Shandong University of Science of Technology
    • 年月日
      2015-10-29
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 構造材料のマルチスケールモデリング2015

    • 著者名/発表者名
      渡邊育夢
    • 学会等名
      SIP-MI講演会「計算科学と性能予測」
    • 発表場所
      東京大学本郷キャンパス
    • 年月日
      2015-10-21
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Multiscale modeling and characterization in multi-constituent steels2015

    • 著者名/発表者名
      I. Watanabe, D. Setoyama, N. Iwata
    • 学会等名
      The 3rd International Workshops on Advances in Computational Mechanics
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2015-10-12
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] マルチスケールFEMによる調和組織材料の特異な変形挙動2015

    • 著者名/発表者名
      Yu Han, 渡邊育夢, 飴山惠
    • 学会等名
      日本鉄鋼協会秋季講演大会
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2015-09-16
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Multi-scale finite element modeling in structural metals2015

    • 著者名/発表者名
      Ikumu Watanabe
    • 学会等名
      CHIMaD seminar
    • 発表場所
      Northwestern University
    • 年月日
      2015-08-19
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Control of Heterogeneous Microstructure to Improve Mechanical Properties in Structural Materials2015

    • 著者名/発表者名
      Ikumu Watanabe
    • 学会等名
      NIST seminar
    • 発表場所
      National Institute of standard and technologies
    • 年月日
      2015-07-20
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [備考] Ikumu Watanabe @ NIMS

    • URL

      http://www.nims.go.jp/personal/ikumu/

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書 2015 実施状況報告書
  • [備考] 構造材料研究拠点 輸送機材料分野 高強度材料グループ

    • URL

      http://www.nims.go.jp/group/sdg/

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [備考] 筑波大学大学院 数理物質科学研究科 物質・材料工学専攻

    • URL

      http://www.nims.go.jp/graduate/

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会・シンポジウム開催] NU/NIMS Materials Genome Workshop2016

    • 発表場所
      Northwestern University
    • 年月日
      2016-03-24
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会・シンポジウム開催] Minisymposium "Multiscale modeling and characterization in structural materials" in Plasticity20162016

    • 発表場所
      Hawaii
    • 年月日
      2016-01-03
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2023-03-16  

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