材料の組織予測と強度評価のためのマルチスケール・フェーズフィールドモデルの構築

2008 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 19760068
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 機械材料・材料力学
• 研究機関: 京都工芸繊維大学
• 研究代表者: 高木 知弘 京都工芸繊維大学, 工芸科学研究科, 准教授 (50294260)
• 研究期間 (年度): 2007 – 2008
• キーワード: フェーズフィールド法 / マルチスケール解析 / 材料加工・処理 / 材料組織設計 / シミュレーション工学

研究概要

本研究では, 材料の組織予測とその組織を有する材料のマクロな強度評価を同時にもしくは連続的に評価可能なマルチスケールモデルの構築を目標とし, フェーズフィールド法単体もしくはフェーズフィールド法と有限要素法を同時に用いる材料特性予測数値モデルを構築し, 再結晶や相変態などの微視組織予測と力学挙動予測のシミュレーションを可能とした.

研究成果

• [雑誌論文] Development of numerical scheme for phase field crystal deformation simulation (2009)
  • 著者名/発表者名: T. Hirouchi, T. Takaki, Y. Tomita
  • 雑誌名: Computational Materials Science Vol. 44 ページ: 1192-1197
  • 査読あり
• [雑誌論文] Phase Field Crystal法による材料変形シミュレーション (2008)
  • 著者名/発表者名: 廣内智之, 高木知弘, 冨田佳宏
  • 雑誌名: 日本機械学会論文集 A編 74巻747号 ページ: 1441-1446
  • 査読あり
• [雑誌論文] Free Energy Problem for the Simulations of the Growth of Fe2B Phase Using Phase-Field Method (2008)
  • 著者名/発表者名: R. D. Ramdan, T. Takaki, Y. Tomita
  • 雑誌名: Materials Transactions Vol. 49 ページ: 2625-2631
  • 査読あり
• [雑誌論文] Multi-Phase-Field Model to Simulate Microstructure Evolutions during Dynamic Recrystallization (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Takaki, T. Hirouchi, Y. Hisakuni, A. Yamanaka, Y. Tomita
  • 雑誌名: Materials Transactions Vol. 49 ページ: 2559-2565
  • 査読あり
• [雑誌論文] Elastoplastic phase-field simulation of self- and plastic accommodations in Cubic→tetragonal martensitic transformation (2008)
  • 著者名/発表者名: A. Yamanaka, T. Takaki, Y. Tomita
  • 雑誌名: Materials Science and Engineering : A Vol. 491 ページ: 378-384
  • 査読あり
• [雑誌論文] Coupled simulation of microstructural formation and deformation behavior of ferrite-pearlite steel by phase-field method and homogenization method (2008)
  • 著者名/発表者名: A. Yamanaka, T. Takaki, Y. Tomita
  • 雑誌名: Materials Science and Engineering : A Vol. 480 ページ: 244-252
  • 査読あり
• [雑誌論文] Phase-field study of interface energy effect on quantum dot morphology (2008)
  • 著者名/発表者名: T. Takaki, T. Hirouchi, Y. Tomita
  • 雑誌名: Journal of Crystal Growth Vol. 310 ページ: 2248-2253
  • 査読あり
• [雑誌論文] Multi-phase-field modeling of diffusive solid phase transition in carbon steel during continuous cooling transformation (2008)
  • 著者名/発表者名: A. Yamanaka, T. Takaki, Y. Tomita
  • 雑誌名: Journal of Crystal Growth Vol. 310 ページ: 1337-1342
  • 査読あり
• [雑誌論文] Phase-Field Model during Static Recrystallization based on Crystal-Plasticity Theory (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Takaki, Y. Yamanaka, Y. Higa, Y. Tomita
  • 雑誌名: Journal of Computer-Aided Materials Design Vol. 14 ページ: 75-84
  • 査読あり
• [雑誌論文] Phase-Field Modeling and Simulation of Nucleation and Growth of Recrystallized Grains (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Takaki, A. Yamanaka, Y. Tomita
  • 雑誌名: Materials Science Forum Vols. 558-559 ページ: 1195-1200
  • 査読あり
• [雑誌論文] Phase-Field Simulation During Spherulite Formation of Polymer (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Takaki, M. Asanishi, A. Yamanaka, Y. Tomita
  • 雑誌名: Key Engineering Materials Vols. 345-346 ページ: 939-942
  • 査読あり
• [雑誌論文] Phase-field Modeling of Morphological Change of Ferrite during Decomposition of Austenite in Fe-C Alloy (2007)
  • 著者名/発表者名: A. Yamanaka, T. Takaki, Y. Tomita
  • 雑誌名: Key Engineering Materials Vols. 345-346 ページ: 935-938
  • 査読あり
• [雑誌論文] 静的一次再結晶過程のPhase-fieldモデルと解析手順の構築 (2007)
  • 著者名/発表者名: 高木知弘, 山中晃徳, 比嘉吉一, 冨田佳宏
  • 雑誌名: 日本機械学会論文集 A編 第73巻728号 ページ: 482-489
  • 査読あり
• [雑誌論文] Phase-Field Simulation of Surface Morphology Evolution during Epitaxial Growth of SiGe/Si System (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Takaki, Y. Tomita
  • 雑誌名: Key Engineering Materials Vols. 340-341 ページ: 1073-1078
  • 査読あり
• [学会発表] Phase-field法と結晶塑性論による再結晶組織予測の高精度化の検討 (2008)
  • 著者名/発表者名: 高木知弘, 冨田佳宏
  • 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: 20081101-03
• [学会発表] 弾塑性Phase-Fieldモデルによる相変態シミュレーション (2008)
  • 著者名/発表者名: 山中晃徳, 高木知弘, 冨田佳宏
  • 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: 20081101-03
• [学会発表] Phase Field Crystal変形シミュレーションによる温度・粒径依存性の特性評価 (2008)
  • 著者名/発表者名: 廣内智之, 高木知弘, 冨田佳宏
  • 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: 20081101-03
• [学会発表] Multi-Phase-Fieldシミュレーションによる動的再結晶の特性評価 (2008)
  • 著者名/発表者名: 久國陽介, 高木知弘, 冨田佳宏
  • 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: 20081101-03
• [学会発表] Multi-Phase-Field法によるパーライト組織の形成予測 (2008)
  • 著者名/発表者名: 山本隆史, 山中晃徳, 高木知弘, 冨田佳宏
  • 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: 20081101-03
• [学会発表] MPF-DRXモデルによる熱間加工過程の微視組織発展と力学的特性予測 (2008)
  • 著者名/発表者名: 高木知弘, 冨田佳宏
  • 学会等名: 第52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: 20081022-23
• [学会発表] Phase-Field-Crystal法の基本特性評価 (2008)
  • 著者名/発表者名: 高木知弘, 廣内智之, 冨田佳宏
  • 学会等名: M&M2008 材料力学カンファレンス
  • 発表場所: 立命館大学
  • 年月日: 20080916-18
• [学会発表] Multi-Phase-Field法と均質化法による鉄鋼材料の力学特性予測 (2008)
  • 著者名/発表者名: 山中晃徳, 高木知弘, 冨田佳宏
  • 学会等名: M&M2008 材料力学カンファレンス
  • 発表場所: 立命館大学
  • 年月日: 20080916-18
• [学会発表] Phase Field Crystal法によるナノ結晶体の変形特性解析 (2008)
  • 著者名/発表者名: 廣内智之, 高木知弘, 冨田佳宏
  • 学会等名: M&M2008 材料力学カンファレンス
  • 発表場所: 立命館大学
  • 年月日: 20080916-18
• [学会発表] パーライト組織形成過程のMulti-Phase-Fieldシミュレーション (2008)
  • 著者名/発表者名: 山本隆史, 山中晃徳, 高木知弘, 冨田佳宏
  • 学会等名: M&M2008 材料力学カンファレンス
  • 発表場所: 立命館大学
  • 年月日: 20080916-18
• [学会発表] Phase-fieldシミュレーションによる動的再結晶過程の粒径依存性の検討 (2008)
  • 著者名/発表者名: 久國陽介, 高木知弘, 冨田佳宏
  • 学会等名: M&M2008 材料力学カンファレンス
  • 発表場所: 立命館大学
  • 年月日: 20080916-18
• [学会発表] 結晶塑性解析に基づくサブグレイン組織予測と再結晶シミュレーション (2008)
  • 著者名/発表者名: 高木知弘, 山中晃徳, 冨田佳宏
  • 学会等名: 日本材料学会第57期学術講演会
  • 発表場所: 鹿児島大学
  • 年月日: 20080524-25
• [学会発表] 多結晶体におけるマルテンサイト組織形成過程のPhase-Fieldシミュレーション (2008)
  • 著者名/発表者名: 山中晃徳, 高木知弘, 冨田佳宏
  • 学会等名: 日本材料学会第57期学術講演会
  • 発表場所: 鹿児島大学
  • 年月日: 20080524-25
• [学会発表] ナノ結晶材料変形過程のPhase Field Crystalシミュレーション (2008)
  • 著者名/発表者名: 廣内智之, 高木知弘, 冨田佳宏
  • 学会等名: 日本材料学会第57期学術講演会
  • 発表場所: 鹿児島大学
  • 年月日: 20080524-25
• [学会発表] Multi-Phase-Field法によるパーライト変態に及ぼす粒界拡散の影響評価 (2008)
  • 著者名/発表者名: 山本隆史, 山中晃徳, 高木知弘, 冨田佳宏
  • 学会等名: 日本材料学会第57期学術講演会
  • 発表場所: 鹿児島大学
  • 年月日: 20080524-25
• [学会発表] Phase-field法による再結晶組織予測 (2008)
  • 著者名/発表者名: 高木知弘
  • 学会等名: 第52回日本学術会議材料工学連合講演会 : 冨田記念シンポジウム
  • 発表場所: 京大会館
  • 年月日: 2008-10-24
• [学会発表] Phase-Field法による鉄鋼材料の材質予測 (2008)
  • 著者名/発表者名: 山中晃徳, 高木知弘, 冨田佳宏
  • 学会等名: 第52回日本学術会議材料工学連合講演会 : 冨田記念シンポジウム
  • 発表場所: 京大会館
  • 年月日: 2008-10-24
• [学会発表] Phase Field Crystal法による変形シミュレーション (2008)
  • 著者名/発表者名: 廣内智之, 高木知弘, 冨田佳宏
  • 学会等名: 第52回日本学術会議材料工学連合講演会 : 冨田記念シンポジウム
  • 発表場所: 京大会館
  • 年月日: 2008-10-24
• [学会発表] Multi-phase-field法による動的再結晶のモデリングとシミュレーション (2008)
  • 著者名/発表者名: 高木知弘, 久國陽介, 冨田佳宏
  • 学会等名: 日本材料学会第13回分子動力学シンポジウム
  • 発表場所: 鹿児島大学
  • 年月日: 2008-05-23
• [学会発表] Phase Field Crystal法による材料変形シミュレーション手法の構築 (2008)
  • 著者名/発表者名: 廣内智之, 高木知弘, 冨田佳宏
  • 学会等名: 日本材料学会第13回分子動力学シンポジウム
  • 発表場所: 鹿児島大学
  • 年月日: 2008-05-23
• [学会発表] Static Recrystallization Phase-Field Simulation based on the Predicted Subgrain Structures (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Takaki, A. Yamanaka, Y. Tomita
  • 学会等名: Third Asian-Pacific Congress on Computational Mechanics
  • 発表場所: Kyoto, JAPAN
  • 年月日: 20071203-06
• [学会発表] Phase-Field Simulations during Dynamic Recrystallization (2007)
  • 著者名/発表者名: Y. Hisakuni, T. Takaki, Y. Tomita
  • 学会等名: Third Asian-Pacific Congress on Computational Mechanics
  • 発表場所: Kyoto, JAPAN
  • 年月日: 20071203-06
• [学会発表] Phase Field Crystal Simulations during Plastic Deformation of Nanopolycrystalline Metal (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Hirouchi, T. Takaki, Y. Tomita
  • 学会等名: Third Asian-Pacific Congress on Computational Mechanics
  • 発表場所: Kyoto, JAPAN
  • 年月日: 20071203-06
• [学会発表] Elastoplastic Phase-Field Model of Martensitic Transformation (2007)
  • 著者名/発表者名: A. Yamanaka, T. Takaki, Y. Tomita
  • 学会等名: Third Asian-Pacific Congress on Computational Mechanics
  • 発表場所: Kyoto, JAPAN
  • 年月日: 20071203-06
• [学会発表] Development of Phase-Field Model of Boronizing Process on Technically Pure(TP) Iron Steels (2007)
  • 著者名/発表者名: R. D. Ramdan, T. Takaki, Y. Tomita
  • 学会等名: Third Asian-Pacific Congress on Computational Mechanics
  • 発表場所: Kyoto, JAPAN
  • 年月日: 20071203-06
• [学会発表] KWC Phase-fieldモデルの再結晶問題への適用可能性の検討 (2007)
  • 著者名/発表者名: 高木知弘, 田中克昌, 冨田佳宏
  • 学会等名: 第20回計算力学講演会
  • 発表場所: 同志社大学
  • 年月日: 20071126-28
• [学会発表] マルテンサイト変態による組織形成過程のPhase-Fieldシミュレーション (2007)
  • 著者名/発表者名: 山中晃徳, 高木知弘, 冨田佳宏
  • 学会等名: 第20回計算力学講演会
  • 発表場所: 同志社大学
  • 年月日: 20071126-28
• [学会発表] Phase Field Crystal法によるナノ多結晶体の変形特性解析 (2007)
  • 著者名/発表者名: 廣内智之, 高木知弘, 冨田佳宏
  • 学会等名: 第20回計算力学講演会
  • 発表場所: 同志社大学
  • 年月日: 20071126-28
• [学会発表] 動的再結晶過程のPhase-Fieldシミュレーション (2007)
  • 著者名/発表者名: 久國陽介, 高木知弘, 冨田佳宏
  • 学会等名: 第20回計算力学講演会
  • 発表場所: 同志社大学
  • 年月日: 20071126-28
• [学会発表] 鉄鋼材料におけるマルテンサイト変態のPhase-Fieldモデリング (2007)
  • 著者名/発表者名: 山中晃徳, 高木知弘, 冨田佳宏
  • 学会等名: 日本鉄鋼協会第16回ヤングサイエンティストフォーラム「計算機支援による材料設計とその手法-II」
  • 発表場所: 岐阜大
  • 年月日: 20070919-21
• [学会発表] Phase-field法による自己形成量子ドット形態におよぼす界面エネルギーの影響評価 (2007)
  • 著者名/発表者名: 高木知弘, 冨田佳宏
  • 学会等名: 日本機械学会 2007年度年次大会
  • 発表場所: 関西大学
  • 年月日: 20070909-12
• [学会発表] Phase-field法による変形組織にもとづく再結晶組織予測 (2007)
  • 著者名/発表者名: 田中克昌, 高木知弘, 冨田佳宏
  • 学会等名: 日本機械学会 2007年度年次大会
  • 発表場所: 関西大学
  • 年月日: 20070909-12
• [学会発表] ポリマーの球晶形成Phase-fieldシミュレーション (2007)
  • 著者名/発表者名: 朝西誠, 高木知弘, 冨田佳宏
  • 学会等名: 日本機械学会 2007年度年次大会
  • 発表場所: 関西大学
  • 年月日: 20070909-12
• [学会発表] 多結晶体の形成過程と変形過程のPhase Field Crystalシミュレーション (2007)
  • 著者名/発表者名: 廣内智之, 高木知弘, 冨田佳宏
  • 学会等名: 日本機械学会 2007年度年次大会
  • 発表場所: 関西大学
  • 年月日: 20070909-12
• [学会発表] Phase-field study of interface energy effect on quantum dot morphology (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Takaki, T. Hirouchi, Y. Tomita
  • 学会等名: The 15th International Conference on Crystal Growth
  • 発表場所: Salt Lake City, USA
  • 年月日: 20070812-17
• [学会発表] Multi-Phase-Field Modeling of Diffusive Solid Phase Transition in Carbon Steel during Continuous Cooling Transformation (2007)
  • 著者名/発表者名: A. Yamanaka, T. Takaki, Y. Tomita
  • 学会等名: The 15th International Conference on Crystal Growth
  • 発表場所: Salt Lake City, USA
  • 年月日: 20070812-17
• [学会発表] Phase-Field Modeling for Dynamic Recrystallization (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Takaki, A. Yamanaka, Y. Tomita
  • 学会等名: International Conference on Advances and Trends of Engineering Materials and their applications
  • 発表場所: Montreal, Canada
  • 年月日: 20070806-10
• [学会発表] Numerical Modeling of Microstructural Formation and Deformation Behavior of Fe-C Alloy by Phase-field Method and Homogenization Method (2007)
  • 著者名/発表者名: A. Yamanaka, T. Takaki, Y. Tomita
  • 学会等名: International Conference on Advances and Trends of Engineering Materials and their applications
  • 発表場所: Montreal, Canada
  • 年月日: 20070806-10
• [学会発表] 2D Phase-Field Simulation of Static Recrystallization (2007)
  • 著者名/発表者名: K. Tanaka, T. Takaki, Y. Tomita
  • 学会等名: International Conference on Advances and Trends of Engineering Materials and their applications
  • 発表場所: Montreal, Canada
  • 年月日: 20070806-10
• [学会発表] Polymer Spherulite Growth Simulation during Crystallization by Phase-Field Method (2007)
  • 著者名/発表者名: M. Asanishi, T. Takaki, Y. Tomita
  • 学会等名: International Conference on Advances and Trends of Engineering Materials and their applications
  • 発表場所: Montreal, Canada
  • 年月日: 20070806-10
• [学会発表] Phase-Field Modeling and Simulation of Nucleation and Growth of Recrystallized Grains (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Takaki, A. Yamanaka, Y. Tomita
  • 学会等名: The 3rd International Conference on Recrystallization and Grain Growth
  • 発表場所: Jeju island, Korea
  • 年月日: 20070610-15
• [学会発表] Phase-field simulation during spherulite formation of polymer (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Takaki, M. Asanishi, A. Yamanaka, Y. Tomita
  • 学会等名: 10th International Conference on The Mechanical Behavior of Materials
  • 発表場所: Busan, Korea
  • 年月日: 20070527-31
• [学会発表] Phase-field modeling of morphological change of ferrite during decomposition of austenite in Fe-C alloy (2007)
  • 著者名/発表者名: A. Yamanaka, T. Takaki, Y. Tomita
  • 学会等名: 10th International Conference on The Mechanical Behavior of Materials
  • 発表場所: Busan, Korea
  • 年月日: 20070527-31
• [備考]
  • URL: http://www.cis.kit.ac.jp/~takaki/