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集団運動を反映する普遍的な統計的性質を用いた固体材料の機械的性質の統一的理解

研究課題

研究課題/領域番号 17K06049
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 機械材料・材料力学
研究機関金沢大学

研究代表者

下川 智嗣  金沢大学, 機械工学系, 教授 (40361977)

研究分担者 新山 友暁  金沢大学, 機械工学系, 助教 (00583858)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2018年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2017年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワード力学特性 / 集団運動 / 格子欠陥 / 間欠塑性 / 分子動力学法 / 非平衡物理 / 塑性変形 / 非晶質構造
研究成果の概要

本研究は,構造用材料の更なる高信頼性化に向けて,未解決問題である「変形素過程の協働的・連鎖的な集団運動と機械的性質の関係の解明」に挑んだ研究である.これまでのボトルネックであった集団運動の定量化は,固体塑性の集団運動を反映する固体材料に内在する普遍的な統計的性質に着目した.本研究では,分子動力学計算を用いて,(1)様々な構造や組織(合金,多結晶,非晶質)の固体材料に対する統計的性質の探求を行い,(2)その統計的性質を特徴付けるパラメーターと強度と延性の機械的性質の関係の系統的な調査を行い,(3)集団運動と機械的性質の関係に関係性があることを明らかにした.

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では,これまでの未解明問題であった固体材料の機械的性質と欠陥の集団挙動の関係を,変形素過程の集団運動規模の発生頻度という統計的性質を通じて明らかにしたことが最大の成果である.また,この成果は,集団運動を考慮した新しい固体材料の機械的性質に関する理論体系の確立に貢献することが強く期待される.

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (22件)

すべて 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (19件) (うち国際学会 5件、 招待講演 7件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Structural relaxation affecting shear-transformation avalanches in metallic glasses2019

    • 著者名/発表者名
      Niiyama Tomoaki、Wakeda Masato、Shimokawa Tomotsugu、Ogata Shigenobu
    • 雑誌名

      Physical Review E

      巻: 100 号: 4 ページ: 043002-043002

    • DOI

      10.1103/physreve.100.043002

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 単結晶材料におけるモードI き裂の断続的な進展ダイナミクス2018

    • 著者名/発表者名
      新山 友暁, 下川 智嗣, 藤元 大志
    • 雑誌名

      材料

      巻: 67 号: 2 ページ: 222-228

    • DOI

      10.2472/jsms.67.222

    • NAID

      130006386396

    • ISSN
      0514-5163, 1880-7488
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 固体材料の機械的性質と統計的性質の関係2020

    • 著者名/発表者名
      下川智嗣,新山友暁,尾方成信,石井明男,波多野恭弘
    • 学会等名
      第9回材料系ワークショップ
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Deformation Mechanism and Mechanical Properties of Mixed Amorphous-Crystalline System through Atomic Simulations2019

    • 著者名/発表者名
      Tomotsugu Shimokawa, Tomoaki Niiyama
    • 学会等名
      Materials Research Meeting 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 固体材料に内在する統計的性質と力学特性の関係2019

    • 著者名/発表者名
      園田郁未,下川智嗣,新山友暁
    • 学会等名
      日本機械学会第32回計算力学講演会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 界面を介した塑性現象がナノ組織材料の力学特性に与える影響2019

    • 著者名/発表者名
      下川智嗣,新山友暁
    • 学会等名
      日本金属学会2019年秋期講演大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Atomis simulation of mechanical properties of nanostructured materials -Mechanical properties vs. Statistical properties-2019

    • 著者名/発表者名
      Tomotsugu Shimokawa, Tomoaki Niiyama
    • 学会等名
      Joint symposium of kanazawa university and Six Russian Universites on Advanced Sci. & Tech.
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Deformation mechanism and mechanical properties of a binary system through atomic simulations2019

    • 著者名/発表者名
      Tomotsugu Shimokawa, Tomoaki Niiyama
    • 学会等名
      ISAM4-2019 The fourth International Symposium on Atomistic and Multiscale Modeling of Mechanics and Multiphysics
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 材料の機械的性質と塑性現象に潜む地震に類似した統計的性質の関係2019

    • 著者名/発表者名
      下川智嗣,新山友暁,尾方成信,石井明男,波多野恭弘
    • 学会等名
      第3回ポスト「京」萌芽的課題「基礎科学の挑戦」・「極限マテリアル」合同公開シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] ナノ組織材料の変形と強化機構の解明に向けた原子シミュレーション2019

    • 著者名/発表者名
      下川智嗣
    • 学会等名
      日本鉄鋼協会第3回若手研究グループ「多様な先端観察・測定法を用いた組織の定量と力学特性解析への適用」
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 結晶・非晶質混在構造の変形と強度に関する原子シミュレーション2019

    • 著者名/発表者名
      下川智嗣,新山友暁
    • 学会等名
      日本金属学会2019年春期講演大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Influence of Interface-mediated plasticity on mechanical properties of nanostructured materials2019

    • 著者名/発表者名
      Tomotsugu Shimokawa
    • 学会等名
      7th ESISM Workshop in Kyoto “Fundamental Issues of Structural Materials”
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Influence of Interface-mediated plasticity on mechanical properties of nanostructured materials2019

    • 著者名/発表者名
      Tomotsugu Shimokawa
    • 学会等名
      7th ESISM Workshop in Kyoto, “Fundamental Issues of Structural Materials”
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 二原子混合固体材料における組織・強度の原子間ポテンシャル依存性2018

    • 著者名/発表者名
      園田郁未,新山友暁,下川智嗣
    • 学会等名
      日本材料学会第3回マルチスケール材料力学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 規則・不規則混合固体材料の強さと変形機構の検討2018

    • 著者名/発表者名
      原一輝,新山友暁,下川 智嗣
    • 学会等名
      日本材料学会第3回マルチスケール材料力学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 分子動力学シミュレーションによるナノ組織材料の変形・力学解析2018

    • 著者名/発表者名
      下川智嗣
    • 学会等名
      日本機械学会 第8回材料力学における異分野融合に関する研究会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 原子シミュレーションによる結晶と非晶質の混在組織における力学特性解析2018

    • 著者名/発表者名
      園田郁未,新山友暁,下川智嗣
    • 学会等名
      日本機械学会M&M2018材料力学カンファレンス
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 結晶・非晶質混在構造の変形と強度に関する原子シミュレーション2018

    • 著者名/発表者名
      下川智嗣,新山友暁
    • 学会等名
      日本金属学会2019年春期講演大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] モード I き裂の進展現象に対する温度依存性と統計的性質2017

    • 著者名/発表者名
      藤元大志, 新山友暁,下川智嗣
    • 学会等名
      日本材料学会第2回マルチスケール材料力学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 二原子混合固体モデルにおける内部力学場の発展と変形機構の関係2017

    • 著者名/発表者名
      原一輝,新山友暁,下川智嗣
    • 学会等名
      日本材料学会第2回マルチスケール材料力学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 結晶と非晶質から成る材料の力学特性と変形挙動2017

    • 著者名/発表者名
      原一輝,新山友暁,下川智嗣
    • 学会等名
      第 31 回分子シミュレーション討論会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [備考] 下川智嗣のホームページ

    • URL

      http://mechs.ms.t.kanazawa-u.ac.jp/~simokawa/

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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