| 研究概要 |
本年度の成果を以下にまとめる.
1, マクロ理論の再考
従来の切削シミュレーションはマクロな観点で定式化された連続体力学に基づいている.それによる塑性理論では,相当応力が,塑性ひずみ,温度,ひずみ速度などにどのように依存するかによって材料特性を表すが,それは全くの理論の外にあり,切削とは独立な材料試験によって定めなければならない.本研究では,逆解析の考え方によって,材料定数を材料試験によらずに決定する手法の開発を試みた.すなわち,定常切削場解析手法を考案し,相当応力がひずみ速度と温度のみの関数と仮定し2つのパラメータを選び,切削速度や切込みをどを変化させて計算機内実験を行い,最も切削実験と合致するパラメータを,逆問題的に定めることを試みた.しかしながら計算には試行錯誤的な要素が多く,効率的にパラメータ求めるには問題が多いことが分かった.
2, ミクロ現象のシミュレーション手法の構築
原子レベルのミクロな観点では,原子間の相互作用を妥当に取り扱うことができれば,加工硬化,温度,ひずみ速度効果等が,分子動力学法などによって計算可能となる.しかし,原子間カポテンシャルの決定の困難さが,理論を経験的なものから独立させていない.この問題の解決には,量子論に基づく第一原理的な計算が最有力と考えられる.そこで,量子論に基づいて計算されたポテンシャルを用いて,グラファイトの材料除去過程のシミュレーションを行い,実験との比較を試みた.グラファイトは,走査型トンネル顕微鏡によって原子像を観察することが可能であり,走査型トンネル顕微鏡の探針を用いた除去実験の結果と計算を比較したところ両者の対応関係が認められ,原子間ポテンシャルを量子論によって定めることの妥当性が確認された.
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