材料の変形挙動と微視組織の形態変化に関する動的連成解析手法の構築

2009 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 20760063
• 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: 山形大学
• 研究代表者: 上原 拓也 山形大学, 大学院・理工学研究科, 准教授 (50311741)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2009
• キーワード: 連続体力学 / 結晶成長 / 計算物理 / 計算機シミュレーション / 相変態 / フェーズフィールドモデル / 分子動力学 / 数値解析

研究概要

金属材料の微視組織変化に動的に連成した力学挙動の解析モデルを構築することを目的とし,相,温度および応力/ひずみの変化を連成した数値解析手法の開発を行った.フェーズフィールドモデルを用いることによって,デンドライトや多結晶組織のような複雑な形態をもつ微視組織内部の微視的な応力分布を再現することを可能とした.また,合金系への拡張を行い,局所的な組成変化と相変態および応力の連成解析も可能とした.これにより,一方向凝固過程において形成されるセル状組織内部に複雑な応力変化が現れることを示した.

研究成果

• [雑誌論文] Numerical study on the evolution of stress distribution in cellular microstructures (2010)
  • 著者名/発表者名: Takuya Uehara
  • 雑誌名: International Journal of Materials Research Vol.101 ページ: 486-491
  • 査読あり
• [雑誌論文] Evaluation of the stress distribution in a cellular microstructure using a phase field model (2010)
  • 著者名/発表者名: Takuya Uehara
  • 雑誌名: Journal of Crystal Growth Vol.312 ページ: 1425-1428
  • 査読あり
• [雑誌論文] 一方向凝固におけるセル状組織形成と応力分布のフェーズフィールドシミュレーション (2009)
  • 著者名/発表者名: 上原拓也
  • 雑誌名: 日本計算工学会論文集 Vol.2009 ページ: 6
  • 査読あり
• [雑誌論文] フェーズフィールドモデルによる凝固組織形成と応力分布の数値解析 (2008)
  • 著者名/発表者名: 上原拓也, 福井基支, 大野信忠
  • 雑誌名: 材料 Vol.57 ページ: 231-236
  • 査読あり
• [雑誌論文] Phase field simulations of stress distributions in solidification structures (2008)
  • 著者名/発表者名: Takuya Uehara, Motoshi Fukui, Nobutada Ohno
  • 雑誌名: Journal of Crystal Growth Vol.310 ページ: 1331-1336
  • 査読あり
• [学会発表] フェーズフィールドモデルによる二相界面の力学的安定性 (2010)
  • 著者名/発表者名: 上原拓也
  • 学会等名: 日本材料学会第59期学術講演会
  • 発表場所: 札幌市
  • 年月日: 2010-05-23
• [学会発表] セル状組織形成過程のフェーズフィールドシミュレーション (2009)
  • 著者名/発表者名: 上原拓也
  • 学会等名: 日本機械学会第22回計算力学講演会
  • 発表場所: 金沢市
  • 年月日: 2009-10-10
• [学会発表] Phase field simulation of microscopic stress distribution in complex microstructures (2009)
  • 著者名/発表者名: Takuya Uehara
  • 学会等名: The 10th International Conference on Computational Plasticity
  • 発表場所: Barcelona, Spain
  • 年月日: 2009-09-03
• [学会発表] フェーズフィールドモデルによる微視領域の相変態と巨視的応力 (2009)
  • 著者名/発表者名: 上原拓也
  • 学会等名: 日本材料学会第58期学術講演会
  • 発表場所: 松山市
  • 年月日: 2009-05-24
• [学会発表] 一定応力下における相変態現象に関するフェーズフィールドモデル解析 (2008)
  • 著者名/発表者名: 上原拓也
  • 学会等名: 日本機械学会第21回計算力学講演会
  • 発表場所: 中頭郡西原町
  • 年月日: 2008-11-02
• [学会発表] An application of the phase field model to numerical simulation of stress distribution in microstructures (2008)
  • 著者名/発表者名: Takuya Uehara
  • 学会等名: The 8th International Seminar on Geometry Continua and Microstructures
  • 発表場所: Catania, Italy
  • 年月日: 2008-10-11
• [学会発表] 多結晶組織形成の分子動力学シミュレーション (2008)
  • 著者名/発表者名: 高橋秀徳, 上原拓也
  • 学会等名: 日本機械学会東北支部第44期秋季講演会
  • 発表場所: 弘前市
  • 年月日: 2008-09-27
• [備考] ホームページ等
  • URL: http://uhlab.yz.yamagata-u.ac.jp/uehara