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結晶質部分と非晶質部分の塑性変形機構に基づく高分子塑性論の構築

研究課題

研究課題/領域番号 25630003
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 機械材料・材料力学
研究機関東北大学

研究代表者

青柳 吉輝  東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (70433737)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014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)
2014年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2013年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
キーワード高分子材料 / 球晶 / ポリプロピレン / 階層的モデリング / 力学特性 / 塑性力学
研究成果の概要

結晶性高分子材料の結晶・非晶構造が力学特性に与える影響を評価するため,成形条件によって球晶サイズを変化させたポリプロピレンの組織観察および応力ひずみ応答を測定した.球晶サイズが増大するにつれて結晶化度,弾性率および降伏応力が増加した.また,結晶質部分と非晶質部分の塑性変形挙動を考慮した高分子塑性モデルを構築し,有限要素法解析を行った.実験で得られた結晶化度を反映させ,材料の巨視的な力学挙動について評価した.さらに,分子動力学法を用いたシミュレーションを行い,結晶相および非晶相の微視的な塑性変形挙動を調べた.結晶相では,分子鎖のキンク回転による局所的なすべり変形が伝ぱするという結果が得られた.

報告書

(3件)
  • 2014 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2013 実施状況報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2015 2014 2013

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (6件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Multiscale plasticity simulation considering spherulite structure of polypropylene2014

    • 著者名/発表者名
      Yoshiteru AOYAGI, Atsushi INOUE, Toshiki SASAYAMA and Yoshinori INOUE
    • 雑誌名

      Mechanical Engineering Journal

      巻: 1 号: 6 ページ: CM0062-CM0062

    • DOI

      10.1299/mej.2014cm0062

    • NAID

      130004709937

    • ISSN
      2187-9745
    • 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] Crystal plasticity modeling and simulation considering the behavior of the dislocation source of ultrafine-grained metal2014

    • 著者名/発表者名
      Aoyagi, Y., Tsuru, T. and Shimokawa, T
    • 雑誌名

      International Journal of Plasticity

      巻: 56 ページ: 43-57

    • DOI

      10.1016/j.ijplas.2013.09.009

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Modeling and Simulation on Ultrafine-graining Based on Multiscale Crystal Plasticity Considering Dislocation Patterning2013

    • 著者名/発表者名
      Y. Aoyagi, R. Kobayashi, Y. Kaji and K. Shizawa
    • 雑誌名

      International Journal of Plasticity

      巻: 47 ページ: 13-28

    • DOI

      10.1016/j.ijplas.2012.12.007

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Prediction of Failure Properties of Injection-molded Short Glass Fiber-reinforced Polyamide 6,62013

    • 著者名/発表者名
      Sasayama, T., Okabe, T., Aoyagi, Y., Nishikawa, M.
    • 雑誌名

      Composites Part A

      巻: 52 ページ: 45-54

    • DOI

      10.1016/j.compositesa.2013.05.004

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Influence of Competition between Intragranular Dislocation Nucleation and Intergranular Slip Transfer on Mechanical Properties of Ultrafine -Grained Metals2013

    • 著者名/発表者名
      Tsuru, T., Aoyagi, Y., Kaji, Y., Shimokawa, T.
    • 雑誌名

      Materials Transactions

      巻: 54 ページ: 1580-1586

    • NAID

      10031194639

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] ポリプロピレンの結晶相および非晶相における塑性変形挙動に関する分子動力学解析2015

    • 著者名/発表者名
      柘植洋太, 青柳吉輝
    • 学会等名
      日本機械学会東北学生会第45回学生員卒業研究発表講演会
    • 発表場所
      八戸,八戸工業高等専門学校
    • 年月日
      2015-03-10
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] MULTISCALE PLASTICITY SIMULATION ON CRYSTALLINE POLYMER CONSIDERING SPHERULITE STRUCTURE OF POLYPROPYLENE2015

    • 著者名/発表者名
      Yoshiteru Aoyagi, Atsushi Inoue, Toshiki Sasayama and Yoshinori Inoue
    • 学会等名
      The 21th International Symposium on Plasticity and Its Current Applications
    • 発表場所
      Montego Bay, Jamaica
    • 年月日
      2015-01-07
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 単軸引張りにおけるポリプロピレンの応力ひずみ応答に関する高分子塑性シミュレーション2014

    • 著者名/発表者名
      井上敦, 笹山俊貴, 井上良徳, 青柳吉輝
    • 学会等名
      日本機械学会第27回計算力学講演会
    • 発表場所
      盛岡,岩手大学
    • 年月日
      2014-11-22
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] ポリプロピレンの非線形弾性応答に及ぼす微細組織の影響2014

    • 著者名/発表者名
      井上敦, 笹山俊貴, 井上良徳, 青柳吉輝
    • 学会等名
      日本機械学会東北支部第50期秋季講演会
    • 発表場所
      多賀城,東北学院大学
    • 年月日
      2014-09-05
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 球晶構造に依存したポリプロピレンの応力ひずみ応答に関する高分子塑性シミュレーション2014

    • 著者名/発表者名
      青柳吉輝, 井上敦, 笹山俊貴, 井上良徳, 岡部朋永
    • 学会等名
      日本材料学会第63期学術講演会
    • 発表場所
      福岡,福岡大学
    • 年月日
      2014-05-18
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 階層的モデリングに基づく結晶性ポリマの材料特性評価2013

    • 著者名/発表者名
      青柳吉輝, 笹山俊貴, 井上良徳, 山本智, 岡部朋永
    • 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
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書

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公開日: 2014-07-25   更新日: 2019-07-29  

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