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ナノスケール複合材料中の格子欠陥力学場解析

研究課題

研究課題/領域番号 24560091
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, 准教授 (40361977)

研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2014年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2013年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2012年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
キーワード格子欠陥 / 計算力学 / 準連続体法 / 転位 / 粒界 / 原子シミュレーション / 複合材料 / 異相界面エネルギー / 界面
研究成果の概要

ナノスケール複合材料中の格子欠陥の非線形力学場を準連続体法と原子モデルを用いて検討した.まず,転位の力学場を解析解を用いずに表現できる準連続体法の開発を行った.それを用いて転位の自己エネルギーの粒径依存性と粒界の剛性率の関係を弾性論的に検討した.つぎに,原子モデルを用いて,粒界構造を直接表現し,粒界内の原子移動が格子転位の力学場を遮蔽できることが明らかになった.さらに,異相界面の結合力の強さが積層構造体の力学特性に与える影響を検討し,界面に侵入した格子転位の芯構造の分解は界面結合力に強く影響を受け,結果的に積層構造体の延性特性に対して界面結合力は重要な設計因子であることを見出した.

報告書

(4件)
  • 2014 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2013 実施状況報告書
  • 2012 実施状況報告書
  • 研究成果

    (28件)

すべて 2015 2014 2013 2012 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (20件) (うち招待講演 4件) 備考 (3件)

  • [雑誌論文] Atomic-scale intergranular crack-tip plasticity in tilt grain boundaries acting as an effective dislocation source2015

    • 著者名/発表者名
      T. Shimokawa and T. Tsuboi
    • 雑誌名

      Acta Mater.

      巻: 87 ページ: 233-247

    • DOI

      10.1016/j.actamat.2015.01.002

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Atomic simulation of the role of the interface on mechanical properties of pearlite steel2015

    • 著者名/発表者名
      T. Shimokawa and M. Okabe
    • 雑誌名

      Proceedings of the 4th International Symposium on Steel Science(ISSS2014)

      巻: 4 ページ: 69-78

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 転位と粒界の相互作用に関する分子動力学解析2014

    • 著者名/発表者名
      下川智嗣
    • 雑誌名

      ふぇらむ

      巻: 19 ページ: 751-757

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dislocation Multiplication from the Frank- Read Source in Atomic Models2014

    • 著者名/発表者名
      T. Shimokawa and S. Kitada
    • 雑誌名

      Materials Transactions

      巻: 55 ページ: 58-63

    • NAID

      130004825140

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Multiscale Approach for the Deformation Mechanism in Pearlite Microstructure: Atomistic Study of the Role of the Heterointerface on Ductility2014

    • 著者名/発表者名
      T. Shimokawa, T. Oguro, M. Tanaka, K. Higashida and T. Ohashi
    • 雑誌名

      Materials Science and Engineering: A

      巻: 598 ページ: 68-76

    • DOI

      10.1016/j.msea.2013.12.100

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] フェライト・セメンタイト間の界面転位と応力分配によるパーライト鋼の力学特性への影響:原子モデルによる検討2015

    • 著者名/発表者名
      岡部雅史・下川智嗣
    • 学会等名
      日本機械学会北陸信越支部第52期総会・講演会
    • 発表場所
      新潟
    • 年月日
      2015-03-07
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 粒間き裂における回位の遮蔽効果2014

    • 著者名/発表者名
      下川智嗣
    • 学会等名
      日本金属学会2014年秋期講演大会
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2014-11-29
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 複合組織材料の力学特性に対する整合・半整合界面の影響2014

    • 著者名/発表者名
      森貴志・下川智嗣・喜成年泰
    • 学会等名
      日本機械学会第27回計算力学講演会
    • 発表場所
      岩手
    • 年月日
      2014-11-23
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 原子シミュレーションによるフェライト・セメンタイト異相界面近傍の塑性変形の検討2014

    • 著者名/発表者名
      岡部雅史・下川智嗣・喜成年泰
    • 学会等名
      日本機械学会第27回計算力学講演会
    • 発表場所
      岩手
    • 年月日
      2014-11-23
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Atomic simulation of the role of the interface on mechanical properties of pearlite steel2014

    • 著者名/発表者名
      1.T. Shimokawa
    • 学会等名
      The 4th International symposium on steel science – ISSS2014
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2014-11-03 – 2014-11-06
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] パーライト鋼の力学特性に対する異種界面の役割:原子シミュレーションによる検討2014

    • 著者名/発表者名
      下川智嗣
    • 学会等名
      ISSSプレシンポジウム
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2014-09-24
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 原子シミュレーションによるナノスケール構造体の力学特性解析2014

    • 著者名/発表者名
      下川智嗣
    • 学会等名
      企業研究会「CAMMフォーラム」
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2014-06-06
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 粒内・粒界転位源の臨界応力に関する一考察:非すべり応力依存性2014

    • 著者名/発表者名
      下川智嗣
    • 学会等名
      日本材料学会第19回分子動力学シンポジウム
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      2014-05-16
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 積層構造体の延性特性に対する異相界面の役割2014

    • 著者名/発表者名
      下川智嗣
    • 学会等名
      日本機械学会北陸信越支部第51期総会・講演会
    • 発表場所
      富山県立大学
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Influence of Interfacial Mechanical Properties on Elongation of Multilayered Composite Metals2013

    • 著者名/発表者名
      T. Shimokawa
    • 学会等名
      13th International Conference on Fracture
    • 発表場所
      Beijing, China
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Atomic Simulation of Pressure Dependence of Intragranular and Intergranular Dislocation Source Operations2013

    • 著者名/発表者名
      T. Shimokawa
    • 学会等名
      International Symposiumon Strength of Fine Grained Materials - 60 years of Hall- Petch
    • 発表場所
      SANJO Conference Hall, The University of Tokyo
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] A multiscale approach for investigation the ductility of pearlitic steel2013

    • 著者名/発表者名
      T. Shimokawa, M. Tanaka, K. Higashida and T. Ohashi
    • 学会等名
      KIM-JIM Symposium (in JIM Annual Fall Meeting)
    • 発表場所
      Kanazawa University
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 格子転位の力学場に対する粒界の影響~原子モデルによる検討~2013

    • 著者名/発表者名
      はの木澤 亮,下川智嗣,喜成年泰
    • 学会等名
      日本機械学会第26回計算力学講演会
    • 発表場所
      佐賀大学
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 分子動力学法を用いたナノスケール構造体の変形メカニズム2013

    • 著者名/発表者名
      宮木智也・下川智嗣・若子倫菜・喜成年泰
    • 学会等名
      日本機械学会北陸信越支部学生会第42回学生員卒業研究発表講演会
    • 発表場所
      福井大学
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] 原子モデルによるフェライト・セメンタイト異相界面構造の解析2013

    • 著者名/発表者名
      岡部雅史・下川智嗣・若子倫菜・喜成年泰
    • 学会等名
      日本機械学会北陸信越支部学生会第42回学生員卒業研究発表講演会
    • 発表場所
      福井大学
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] 転位の自己エネルギーの粒径依存性に関する一考察2012

    • 著者名/発表者名
      はの木澤 亮・下川智嗣・喜成年泰
    • 学会等名
      日本材料学会分子動力学シンポジウム
    • 発表場所
      東京大学生産技術研究所
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] 延性脆性積層構造体の力学特性に関する研究2012

    • 著者名/発表者名
      小黒拓真・下川智嗣・喜成年泰
    • 学会等名
      日本材料学会分子動力学シンポジウム
    • 発表場所
      東京大学生産技術研究所
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] 延性脆性積層複合材の力学特性に対する積層方向依存性2012

    • 著者名/発表者名
      小黒拓真・下川智嗣・若子倫菜・喜成年泰
    • 学会等名
      日本機械学会第25回計算力学講演会
    • 発表場所
      神戸大学
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] 転位の自己エネルギーに対する粒界の影響2012

    • 著者名/発表者名
      はの木澤 亮・下川智嗣・若子倫菜・喜成年泰
    • 学会等名
      日本機械学会第25回計算力学講演会
    • 発表場所
      神戸大学
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] Atomic Simulations of Mechanical Properties of Multilayered Composites with Brittle and Ductile Phases2012

    • 著者名/発表者名
      T. Shimokawa, T. Oguro, L. Wakako and T. Kinari
    • 学会等名
      ICCM 2012
    • 発表場所
      Gold Coast, Australia
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [備考] 下川智嗣のホームページ

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [備考] 下川智嗣のホームページ

    • 関連する報告書
      2013 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/%7Esimokawa/index.html

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2013-05-31   更新日: 2019-07-29  

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