ひずみこう配塑性理論に基づく結晶粒微細化効果の解析的予測と均質化解析

2009 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 19360048
• 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: 機械材料・材料力学
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 大野 信忠 名古屋大学, 大学院・工学研究科, 教授 (30115539)
• 研究分担者: 奥村 大 名古屋大学, 大学院・工学研究科, 講師 (70362283)
• 研究期間 (年度): 2007 – 2009
• キーワード: GN転位 / 高次応力 / 多結晶体 / 降伏応力 / 粒径依存性

研究概要

結晶粒の微細化による降伏応力の増加は,Hall-Petchの関係として実験的によく知られている.しかし,サブμm～数μmの粒径範囲では,降伏応力の粒径依存性はHall-Petchの関係より強くなると報告されている.そこで本研究では,転位の自己エネルギーをひずみこう配塑性理論に組み込んで降伏応力の粒径依存性を解析的に予測し,実験結果との比較を行った.さらに,転位の自己エネルギーを考慮した陰的均質化解析の方法を開発した.

研究成果

• [雑誌論文] 幾何学的に必要な転位の自己エネルギーを考慮したひずみこう配結晶塑性理論のための陰的有限要素方程式 (2009)
  • 著者名/発表者名: 小寺一樹, 亀谷隆信, 奥村大, 大野信忠
  • 雑誌名: 計算数理工学論文集 9巻 ページ: 43-48
  • 査読あり
• [雑誌論文] Grain-size dependent yield behavior under loading, unloading and reverse loading (2008)
  • 著者名/発表者名: N. Ohno, D. Okumura, T. Shibata
  • 雑誌名: International Journal of Modern Physics B Vol.22 ページ: 5937-5942
  • 査読あり
• [雑誌論文] Grain size dependence of yield stress due to strain energy of geometrically necessary dislocations (2007)
  • 著者名/発表者名: N. Ohno, D. Okumura
  • 雑誌名: Key Engineering Materials Vols.345-346 ページ: 3-8
  • 査読あり
• [雑誌論文] Higher-order stress and grain size effects due to self-energy of geometrically necessary dislocations (2007)
  • 著者名/発表者名: N. Ohno, D. Okumura
  • 雑誌名: Journal of the Mechanics and Physics of Solids Vol.55 ページ: 1879-1898
  • 査読あり
• [学会発表] Implicit iterative finite element scheme for strain gradient crystal plasticity model based on self-energy of GNDs (2010)
  • 著者名/発表者名: R. Kametani, K. Kodera, D. Okumura, N. Ohno
  • 学会等名: 2010 M, M International Symposium for Young Researchers
  • 発表場所: California Institute of Technology, Pasadena, USA
  • 年月日: 20100301-20100303
• [学会発表] 陰解法に基づく多結晶銅薄膜のひずみこう配結晶塑性解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 亀谷隆真, 奥村大, 大野信忠
  • 学会等名: 日本機械学会第21回計算力学講演会
  • 発表場所: 琉球大学
  • 年月日: 20091101-20081103
• [学会発表] 幾何学的に必要な転位の自己エネルギーを考慮したひずみこう配結晶塑性理論のための有限要素定式化 (2009)
  • 著者名/発表者名: 小寺一輝, 亀谷隆真, 奥村大, 大野信忠
  • 学会等名: 計算数理工学シンポジウム2009
  • 発表場所: 京大会館
  • 年月日: 2009-12-11
• [学会発表] Grain-size dependent yield behavior of polycrystals at sub-micron and micron scales (2008)
  • 著者名/発表者名: N. Ohno
  • 学会等名: 9th Asia-Pacific Symposium on Engineering Plasticity and Its Applications
  • 発表場所: Daejeon, Korea, (Plenary Lecture)
  • 年月日: 20081020-20081024
• [学会発表] ひずみこう配結晶塑性理論を用いた薄膜の曲げ降伏挙動の解析 (2008)
  • 著者名/発表者名: 亀谷隆真, 奥村大, 大野信忠
  • 学会等名: 日本機械学会東海支部第57期総会・講演会
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 20080310-20080311
• [学会発表] GN転位の自己エネルギーによる多結晶塑性の寸法依存性 (2008)
  • 著者名/発表者名: 柴田智行, 奥村大, 大野信忠
  • 学会等名: 日本機械学会東海支部第57期総会・講演会
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 20080310-20080311
• [学会発表] Grain-size dependent yield behavior of polycrystals at sub-micron and micron scales (2008)
  • 著者名/発表者名: N. Ohno, T. Shibata, D. Okumura
  • 学会等名: 2nd International Conference on Heterogeneous Materials Mechanics
  • 発表場所: Huangshan, China, (Keynote Lecture)
  • 年月日: 20080303-20080308
• [学会発表] Strain gradient effects due to self-energy of geometrically necessary dislocations (2008)
  • 著者名/発表者名: N. Ohno, D. Okumura
  • 学会等名: 14th International Symposium
  • 発表場所: Kona, Hawaii, USA, (Keynote Lecture)
  • 年月日: 20080103-20080108
• [学会発表] 転位の自己エネルギーを考慮したサイズ依存現象の解析 (2007)
  • 著者名/発表者名: 大野信忠, 奥村大
  • 学会等名: 第51回日本学術会議材料工学連合講演会
  • 発表場所: 京大会館
  • 年月日: 20071127-20081129
• [学会発表] Strain gradient effects due to self-energy of geometrically necessary dislocations (2007)
  • 著者名/発表者名: N. Ohno
  • 学会等名: International Workshop on Fracture, Plasticity, Micro- and Nano- mechanics in Honoring Prof. K.C. Hwang's 80th Anniversary
  • 発表場所: Tsinghua University, Beijing, China, (Invited Lecture)
  • 年月日: 2007-08-25
• [備考]
  • URL: http://www.mech.nagoya-u.ac.jp/mml/research/research.htm