| 研究概要 |
マルチスケール解析手法の一つとして期待されているフェーズフィールドクリスタル法を変形シミュレーションに適用し,結晶構造を反映した変形挙動の再現性を評価した.その結果,線形弾性特性,転位の生成・消滅・移動,粒回転,粒界すべりなどの塑性変形特性を表現可能であることを確認した.しかしながら,拡散場として原子構造を表現してるため,塑性変形時の体積一定変形を再現できておらず,次年度の課題である.
平行して,金属材料の冷間強加工時の変形組織を結晶塑性有限要素解析により評価し,そのデータに基づく静的再結晶フェーズフィールドシミュレーションを可能とする静的再結晶モデルの構築を行った.また,変形による転位蓄積による硬化と回復・再結晶による軟化が同時に生じる熱間加工時の特性を再現可能な動的再結晶フェーズフィールドもデルの構築を行った.また,変形による転位蓄積による硬化と回復・再結晶による軟化が同時に生じる熱間加工時の特性を再現可能な動的再結晶フェーズフィールによる軟化が同時に生じる熱間加工時の特性を再現可能な動的再結晶フェーズフィールドモデルを構築し,微視組織発展に依存したマクロな応力-ひずみ特性評価に成功した。
また,鉄鋼材料のγ→α相変態フェーズフィールド法で評価し,そこで得られる組織を有する材料の力学的特性を均質化法で評価する,組織形成から力学挙動予測までを一貫して評価可能なモデルの構築を行った.これにより実験的な試行錯誤的評価ではなく,体系的な材料組織設計が可能となる.
以上のように,材料組織形成と力学的挙動を同時に評価可能なフェーズフィールド法と,組織形成と力学的評価をフェーズフィールド法と有限要素法を用いて評価する連成モデルの構築を並行して行った.次年度は,これらの手法の高精度化および実材料への適用を試みる.
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