| 研究課題/領域番号 |
21K11924
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分60100:計算科学関連
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| 研究機関 | 東京理科大学 |
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研究代表者 |
高橋 昭如 東京理科大学, 創域理工学部機械航空宇宙工学科, 教授 (00366444)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2023年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2022年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2021年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
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| キーワード | 重合メッシュ法 / 転位動力学法 / 転位ー析出物相互作用 / 合金 / 微視的組織 / 臨界分解せん断応力 / 転位 / 析出物 / 転位動力学 / 整合ひずみ |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では，重合メッシュ法を用いた合金中の内部応力の計算と，転位動力学法による転位の運動の計算機シミュレーションを融合させ， 複雑に分布する析出物と転位の相互作用を考慮することを可能にすることによって，ミクロな析出物の形状や分布が与える合金のマクロな応力―ひずみ関係を予測することが可能なマルチスケール合金強度シミュレータの開発を目的とする．具体的には，重合メッシュ法による高精度な内部応力計算法の検討を行い，内部応力を転位動力学法に実装することで，高精度な転位と析出物の相互作用の数値解析を可能にするシミュレータを実現する．
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| 研究成果の概要 |
整合析出物が作る内部応力を計算する重合メッシュ法と，内部応力中での転位の挙動をシミュレートする転位動力学法を組み合わせた合金強度シ ミュレータを開発した.内部応力中での転位挙動を精度良く計算するための条件および転位動力学法への実装の条件を明らかにした.さらに，析出物の体積分率を変化させた合金モデルを作成し，析出物の体積分率と分布の影響を調べた.析出物の体積分率が大きいほど，転位が移動するために必要な臨界分解せん断応力が大きくなることを確認した.析出物を分布させたモデルにおいても，球状の析出物が分布した 場合の方が円盤状の析出物が分布した場合よりも臨界分解せん断応力が高くなることがわかった.
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究で開発した合金強度シミュレータは，様々な析出物の形状および分布を有する合金強度評価の可能性を飛躍的に向上させることが期待できる．重合メッシュ法を用いてローカルメッシュで析出物をモデル化することにより，析出物のモデル化の労力を著しく低下させることに成功した．さらに重合メッシュ法で計算した内部応力を転位動力学法で用いることによって，転位と析出物の相互作用を精度良く計算可能であることを示すことに成功した．本シミュレータを応用することによって，合金の強度に対する析出物の形状と分布の影響の理解が深化し，今後更なる強度を有する合金設計への貢献が期待できる．
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