| 研究概要 |
本研究では,まず一般化連続体力学のコッセラ理論において定義される非局所化弾性定数を,分子動力学法あるいは分子静力学法といった原子シミュレーションから同定するための方法論を提案した.連続近似が成立するマクロ系力学挙動と,原子離散集合体の挙動を記述するミクロ系力学挙動の連結領域を,ここではメゾスケールと定義する.そのスケールの力学挙動を記述しうる理論の一つとして一般化連続体力学が考えられる.そこで,メゾスケールにおける原子変位の連続性を仮定した近似法の導入により,原子間ポテンシャルにより結合された格子構造を対象する格子力学とコッセラ理論との力学的連結手法を提案した.この手法により,まず金属学的安定構造を原子シミュレーションにより求め,その構造に対して物体点とみなしうる原子位置の非局所性不均質材料特性値の推定が可能になった.
この定義に基づいて,つぎに点対称性を有する均質構造体とともに,表面・結晶粒界といった不均質構造を含む構造体に対する解析を行なった.現在最も実用性,信頼性の高いと言われている量子力学的観点に基づく半経験的ポテンシャルを用いて,種々の構造に対する安定構造を分子動力学法や分子静力学法により求め,非局所性,特に特性長さに着目して検討した.その結果,点対称性を持つ均質構造(バルク)の特性長さは,格子定数の5分の1程度であること.また,表面や結晶粒界の不均質構造近傍では特性長さが増加し,非局所性が均質構造に比べて顕著であることがわかった.
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