凝着域モデルとフェーズフィールド法を融合したマルチスケール計算破壊力学の確立

2008 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 19360044
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 工学基礎
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 中谷 彰宏 大阪大学, 大学院・工学研究科, 教授 (50252606)
• 研究分担者: 土井 祐介 大阪大学, 大学院・工学研究科, 助教 (10403172)
• 研究期間 (年度): 2007 – 2008
• キーワード: ナノ多結晶体 / 計算力学 / 転位 / 分子動力学法 / 非線形局在モード / 水素拡散 / き裂進展 / 破壊力学

研究概要

破壊は貯えられたエネルギーの解放プロセスととらえることができます。本課題では、破壊現象を引き起こす駆動力がエネルギーバランスから導かれるという視点から凝着域モデルを一般化し、その駆動力により起こる現象を時系列として得るためのフェーズフィールド法に代表される発展方程式の解法とを融合することによって、ミクロ解析からマクロ解析までを関連づけるマルチスケール計算破壊力学の構築に向けた基礎研究を実施しました。

研究成果

• [雑誌論文] Modulational instability of zone boundary mode and band edge modes in nonlineardiatomic lattices (2009)
  • 著者名/発表者名: Y. Doi, K. Yoshimura, and A. Nakatani
  • 雑誌名: Phys. Rev. E 79 ページ: 026603
  • 査読あり
• [雑誌論文] Translational As asymmetry controlled lattice and numerical method for moving discrete breather in four particle system (2009)
  • 著者名/発表者名: Y. Doi and K. Yoshimura
  • 雑誌名: J. Phys. Soc. Jpn. 78(3) ページ: 034401
  • 査読あり
• [雑誌論文] 流体との相互作用を考慮した微小膜構造体の変形シミュレーション日本機械学会講演論文集 (2009)
  • 著者名/発表者名: 國分康朗・土井祐介・中谷彰宏
  • 雑誌名: 関西支部第84期定時総会講演会 094-1(13) ページ: 12
• [雑誌論文] Selective excitations of intrinsic localized modes of atomic scales in carbon nanotubes (2008)
  • 著者名/発表者名: Y. Kinoshita, Y. Yamayose, Y. Doi, A. Nakatani, and T. Kitamura
  • 雑誌名: Phys. Rev. B 77 ページ: 24307
  • 査読あり
• [雑誌論文] 分子動力学法によるNi結晶中の水素拡散挙動とその素過程の解析, 材料 (2008)
  • 著者名/発表者名: 政家利彦・土井祐介・中谷彰宏
  • 雑誌名: 57(8) ページ: 774-779
  • 査読あり
• [雑誌論文] 1次元格子系における移動型非線形局在モードの衝突のダイナミクス (2008)
  • 著者名/発表者名: 土井祐介・中谷彰宏
  • 雑誌名: 信学技報 108(336) ページ: 1-5
• [雑誌論文] 機械工学年鑑(3.計算力学, 3.2計算固体力学) (2008)
  • 著者名/発表者名: 中谷彰宏
  • 雑誌名: 日本機械学会誌 111(1077) ページ: 646-647
• [雑誌論文] ミクロ・メゾシミュレーションによる結晶粒微細化機構に関する検討 (2008)
  • 著者名/発表者名: 中谷彰宏
  • 雑誌名: 日本機械学会講演資料集(2008年度年次大会9) 08-1(招待) ページ: 181-182
• [雑誌論文] Selective excitations of intrinsic localized modes of atomic scales in carbon nanotubes (2008)
  • 著者名/発表者名: Y. Kinoshita, Y. Yamayose, Y. Doi, A. Nakatani and T. Kitamura
  • 雑誌名: Physical Review, B 77 ページ: 024307
  • 査読あり
• [雑誌論文] Study on biphasic material model and mechanical analysis of knee joint cartilage (2008)
  • 著者名/発表者名: A. Nakatani and A. Sakashita
  • 雑誌名: Journal of Physics : Conference Series 96(1) ページ: 012180
  • 査読あり
• [雑誌論文] 多結晶構造の破壊ダイナミクスのシミュレーション日本機械学会講演論文集 (2008)
  • 著者名/発表者名: 占部千由・中谷彰宏
  • 雑誌名: 第21回計算力学講演会 8-33 ページ: 428-429
• [雑誌論文] 回位構造単位モデルを用いた粒界エネルギーの評価 (2008)
  • 著者名/発表者名: 椋代雄太郎・中谷彰宏
  • 雑誌名: 日本機械学会講演論文集(第21回計算力学講演会) 8-33 ページ: 167-168
• [雑誌論文] マルチスケール解析の体系的な枠組み構築の研究 (2008)
  • 著者名/発表者名: 松下和裕・土井祐介・中谷彰宏
  • 雑誌名: 日本機械学会講演論文集(関西支部第83期定時総会講演会) 84-1(6) ページ: 23
• [雑誌論文] トポロジカル欠陥に起因する膜の動的安定性に関する研究 (2008)
  • 著者名/発表者名: 正畠康行・中谷彰宏
  • 雑誌名: 日本機械学会講演論文集(関西支部第83期定時総会講演会) 84-1(6) ページ: 26
• [雑誌論文] Microstructural evolution in crystalline metal induced by plastic deformation-Atomistic study of grainsubdivision in tension, torsion and rolling- (2007)
  • 著者名/発表者名: A. Nakatani and T. Shimokawa
  • 雑誌名: Solid Mechanics and its Applications 144 ページ: 25-35
  • 査読あり
• [雑誌論文] Kitamura Excitation of intrinsic localized modes in a graphene sheet Europhysics Letters (2007)
  • 著者名/発表者名: Y. Yamayose, Y. Kinoshita, Y. Doi, A. Nakatani and T. Kitamura
  • 雑誌名: 80 ページ: 40008
  • 査読あり
• [雑誌論文] 転位と粒界の相互作用による応力場の解析(離散転位モデルと準連続体モデルの比較) (2007)
  • 著者名/発表者名: 椋代雄太郎・下川智嗣・中谷彰宏
  • 雑誌名: 日本機械学会講演論文集(第20回計算力学講演会) 07-36 ページ: 245-246
• [雑誌論文] 2次元FPU格子系でのIntrinsic Localized Modeの構造の解析 (2007)
  • 著者名/発表者名: 土井祐介・中谷彰宏
  • 雑誌名: 京都大学数理解析研究所講究録 1543 ページ: 227-235
• [雑誌論文] X-FEMを用いた粒界と転位の相互作用の解析日本機械学会講演論文集 (2007)
  • 著者名/発表者名: 中谷彰宏・椋代雄太郎・土井祐介
  • 雑誌名: (2007年度年次大会) 07-1 ページ: 19-20
• [雑誌論文] 2次元格子系における非線形エネルギー局在と不均一構造の相互作用の解析計算工学講演会論文集 (2007)
  • 著者名/発表者名: 土井祐介・中谷彰宏
  • 雑誌名: 12(1) ページ: 433-434
• [学会発表] A Multiscale Modeling of Grain Boundary Characteristics in Aluminum (keynote) (2008)
  • 著者名/発表者名: A. Nakatani and Y. Mukudai
  • 学会等名: International Symposium on Giant Straining Process for Advanced Materials (GSAM-2008)
  • 発表場所: Fukuoka
  • 年月日: 20081121-24
• [学会発表] Molecular dynamics study of ductile fracture near crack tip field in nanocrystalline aluminum (2008)
  • 著者名/発表者名: C. Urabe, T. Ogawa, and A. Nakatani
  • 学会等名: International Symposium on Giant Straining Process for Advanced Materials (GSAM-2008)
  • 発表場所: Fukuoka
  • 年月日: 20081121-24
• [学会発表] Molecular dynamics study of defect structures in fcc nanowire under torsional loading (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Ogawa and A. Nakatani
  • 学会等名: International Symposium on Giant Straining Process for Advanced Materials (GSAM-2008)
  • 発表場所: Fukuoka
  • 年月日: 20081121-24
• [学会発表] Molecular Dynamics Study of Temporal Evolution of Defect Structures in Fcc Metal Nanowire under Torsional Loading, International Symposium on Structures under Earthquake (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Ogawa and A. Nakatani
  • 学会等名: Impact, and Blast Loading (IB'08)
  • 発表場所: Suita
  • 年月日: 20081010-11
• [学会発表] Study on Deformation of Vesicle Membrane based on Evolution of Topological Defects (2008)
  • 著者名/発表者名: A. Nakatani and Y. Shobatake
  • 学会等名: XXII International Congress of Theoretical and Applied Mechanics (ICTAM2008)
  • 発表場所: Adelaide, Australia
  • 年月日: 20080824-29
• [学会発表] 転位モデルによる粒界と転位の相互作用場の解析 (2008)
  • 著者名/発表者名: 中谷彰宏・下川智嗣・椋代雄太郎
  • 学会等名: 日本金属学会2008年春季大会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2008-03-28
• [学会発表] A comparison of discrete-dislocation and quasicontinuum analysis of dislocation-grain boundary interactions (2007)
  • 著者名/発表者名: Y. Mukudai, T. Shimokawa and A. Nakatani
  • 学会等名: Third Asian-Pacific Congress on Computational Mechanics in conjunction with Eleventh International Conference on Enhancement and Promotion of Computational Methods in Engineering and Science (APCOM'07-EPMESC XI)
  • 発表場所: Kyoto
  • 年月日: 20071203-06
• [学会発表] Selective excitations of intrinsic localized modes of atomic scales in carbon nanotubes (2007)
  • 著者名/発表者名: Y. Kinoshita, Y. Yamayose, Y. Doi, A. Nakatani, and T. Kitamura
  • 学会等名: Third Asian-Pacific Congress on Computational Mechanics in conjunction with Eleventh International Conference on Enhancement and Promotion of Computational Methods in Engineering and Science (APCOM'07-EPMESC XI)
  • 発表場所: Kyoto
  • 年月日: 20071203-06
• [学会発表] Elasticity analysis of stress field near dislocation in inhomogeneous material 9th US National Congress on Computational Mechanics (USNCCM9) (2007)
  • 著者名/発表者名: A. Nakatani and Y. Mukudai
  • 発表場所: San Francisco, CA, USA
  • 年月日: 20070723-26
• [学会発表] Microdynamics simulation in deformable body mechanics (invited) (2007)
  • 著者名/発表者名: A. Nakatani
  • 学会等名: XXXV International Summer School-Conference Advanced Problems in Mechanics 2007 (APM2007)
  • 発表場所: Saint-Petersburg, Russia
  • 年月日: 20070620-28
• [図書] 計算力学ハンドブック(矢川元基・宮崎則幸編,分担) (2007)
  • 著者名/発表者名: 中谷彰宏
  • 総ページ数: 680
  • 出版者: 朝倉書店
• [図書] 機械工学便覧基礎編α6計算力学-Computational Mechanics-(日本機械学会編, 分担) (2007)
  • 著者名/発表者名: 中谷彰宏
  • 総ページ数: 214
  • 出版者: 日本機械学会