| 研究課題/領域番号 |
17K18827
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 研究分野 |
材料力学、生産工学、設計工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
尾方 成信 大阪大学, 基礎工学研究科, 教授 (20273584)
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| 研究分担者 |
石井 明男 (シャードンバオ) 大阪大学, 基礎工学研究科, 助教 (80773340)
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| 研究期間 (年度) |
2017-06-30 – 2020-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2019年度)
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| 配分額 *注記 |
6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
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: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2017年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
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| キーワード | 疲労 / ナノ材料 / 分子動力学 / 反応速度論 / 格子欠陥 / ナノワイヤ / 分子動力学解析 / 転位 / 計算力学 / 離散転位動力学法 / 原子モデル / 計算科学 / サイズ依存性 |
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| 研究成果の概要 |
繰り返し荷重下での欠陥の導入確率を反応速度論に基づいて予測する確率理論モデルを新たに構築し、ナノワイヤの疲労寿命を、荷重振幅、荷重負荷振動数、温度の関数とし予測することを可能とした。さらにこの理論の有効性を検証するために、分子動力学疲労解析を、銅ナノワイヤに対して荷重振幅、荷重負荷振動数、温度を変えて実施し、これら様々な条件下で得られた疲労寿命の解析結果と、理論で予測された寿命とが大変良い一致を示すことを実証した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
学問的には、18世紀の産業革命以来、長年にわたって構築されてきた材料疲労の学問体系に、新たにサイズの概念を導入することで、疲労の学問体系に不連続な発展をもたらすものである。また工学的には、近年実用化が加速しているナノ材料の疲労寿命を、様々な力学環境下、温度環境下において予測することを可能とし、ナノ材料によって構成されるナノ構造体の長期運用下での信頼性の向上に資するものである。
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