超微細粒金属の力学的評価のためのトリプルスケール転位-結晶塑性モデリング

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21560100
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 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: 慶應義塾大学
• 研究代表者: 志澤 一之 慶應義塾大学, 理工学部, 教授 (80211952)
• 研究分担者: 青柳 吉輝 独立法人日本原子力研究開発機構, 原子力基礎工学研究部門, 研究員 (70433737)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• キーワード: 材料設計・プロセス・物性・評価 / 非線形計算固体力学

研究概要

本研究では,転位枯渇に対応する臨界分解せん断応力モデルを提案するとともに,均質化法を導入して転位-結晶粒-マクロ構造といった3階層にまたがるマルチスケール結晶塑性モデルを構築することによって, FCC超微細粒金属に発現する特異な力学的挙動(粒径減少に伴う強度上昇と延性低下,降伏点降下, Luders帯伝ぱ)を計算力学的に再現することに成功した.また,超微細粒材の中に粗大粒を混在させてBimodal構造にすることで,延性が改善するメカニズムについても検討した.

研究成果

• [雑誌論文] Simulation on Nanostructured Metals Based on Multiscale Crystal, Plasticity Considering Effect of Grain Boundary (2012)
  • 著者名/発表者名: Aoyagi, Y., Shimokawa, T., Shizawa, K. and Kaji, Y.
  • 雑誌名: Materials Science Forum 巻: 706-709 ページ: 1751-1756
• [雑誌論文] FCC超微細粒焼鈍材の降伏点降下現象に関するトリプルスケール転位-結晶塑性シミュレーション (2010)
  • 著者名/発表者名: 黒澤瑛介, 青柳吉輝, 只野裕一, 志澤一之
  • 雑誌名: 日本機械学会論文集A編 巻: 76-772 ページ: 1547-1556
• [雑誌論文] トリプルスケール結晶塑性モデリングおよび結晶粒微細化に伴う寸法効果に関するシミュレーション (2010)
  • 著者名/発表者名: 黒澤瑛介, 青柳吉輝, 只野裕一, 志澤一之
  • 雑誌名: 日本機械学会論文集A編 巻: 76-764 ページ: 483-492
• [学会発表] Bimodal構造を有するFCC超微細粒焼鈍材の特異な力学特性に関するマルチスケール結晶塑性シミュレーション (2012)
  • 著者名/発表者名: 志澤一之, 小野貴裕
  • 学会等名: 日本学術会議第61回理論応用力学講演会
  • 発表場所: 東京大学(東京都)
  • 年月日: 2012-03-08
• [学会発表] Bimodal構造を有する超微細粒金属の力学特性に関するトリプルスケール転位-結晶塑性解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 石榑達也, 小野貴裕, 志澤一之
  • 学会等名: 日本機械学会第24回計算力学講演会
  • 発表場所: 岡山大学(岡山市)
  • 年月日: 2011-10-09
• [学会発表] Simulation on Nanostructured Metals Based on Multiscale Crystal Plasticity Considering Effect of Grain Boundary (2011)
  • 著者名/発表者名: Aoyagi, Y., Shimokawa, T., Shizawa, K. and Kaji, Y
  • 学会等名: International Conference on Processing & Manufacturing of Advanced Materials
  • 発表場所: Quebec(Canada)
  • 年月日: 2011-08-05
• [学会発表] FCC微細粒焼鈍材のリューダース帯の伝ぱに関するトリプルスケール転位-結晶塑性解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 小野貴裕, 黒澤瑛介, 志澤一之
  • 学会等名: 日本計算工学会第16回計算工学講演会
  • 発表場所: 東京大学(柏市)
  • 年月日: 2011-05-24
• [学会発表] 材料強度の粒径依存性に関するマルチスケール結晶塑性シミュレーション (2011)
  • 著者名/発表者名: 志澤一之
  • 学会等名: 日本材料学会第1回マルチスケールマテリアルモデリングシンポジウム
  • 発表場所: 大阪大学(吹田市)
  • 年月日: 2011-05-24
• [学会発表] GN Dislocation-crystal Plasticity Simulation on Fine-gaining of Magnesium Based on Deformation Twinning (2011)
  • 著者名/発表者名: Kondo, R., Tadano, Y. and Shizawa, K.
  • 学会等名: The 17th International Symposium on Plasticity and Its Current Applications
  • 発表場所: Puerto Vallarta(Mexico)
  • 年月日: 2011-01-04
• [学会発表] 超微細粒金属の力学特性に関する擬似3次元トリプルスケール転位-結晶塑性解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 小野貴裕, 黒澤瑛介, 青柳吉輝, 志澤一之
  • 学会等名: 日本機械学会第23回計算力学講演会
  • 発表場所: 北見工業大学(北見市)
  • 年月日: 2010-09-24
• [学会発表] FCC超微細粒金属の加工硬化特性に関するトリプルスケール転位-結晶塑性解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 黒澤瑛介, 小野貴裕, 志澤一之
  • 学会等名: 日本計算工学会第15回計算工学講演会
  • 発表場所: 九州大学(福岡市)
  • 年月日: 2010-05-27
• [学会発表] A Triple-Scale GN Dislocation-Crystal Plasticity Simulation on Mechanical Properties of Ultrafine-Grained Metal (2010)
  • 著者名/発表者名: Kurosawa, E., Aoyagi, Y. and Shizawa, K.
  • 学会等名: The 16th International Symposium on Plasticity and Its Current Applications
  • 発表場所: St. Kitts(Commonwealth realm)
  • 年月日: 2010-01-07
• [学会発表] 超微細粒金属の加工硬化特性に関するトリプルスケールGN転位-結晶塑性シミュレーション (2009)
  • 著者名/発表者名: 黒澤瑛介, 青柳吉輝, 志澤一之
  • 学会等名: 日本機械学会第22回計算力学講演会
  • 発表場所: 金沢大学(金沢市)
  • 年月日: 2009-10-11
• [学会発表] FCC超微細粒焼鈍材の微視的降伏挙動に関するトリプルスケール結晶塑性シミュレーション (2009)
  • 著者名/発表者名: 黒澤瑛介, 青柳吉輝, 志澤一之
  • 学会等名: 日本学術会議第58回理論応用力学連合講演会
  • 発表場所: 日本学術会議(東京都)
  • 年月日: 2009-06-10