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2010 年度 実績報告書

原子論ー連続体ハイブリッドシミュレーションによる析出強化機構理論の新展開

研究課題

研究課題/領域番号 21760084
研究機関東京理科大学

研究代表者

高橋 昭如  東京理科大学, 理工学部, 講師 (00366444)

キーワード析出強化 / 転位 / 転位動力学
研究概要

1.積層欠陥強化機構の計算機シミュレーション
原子計算を用いて母材と析出物の一般化積層欠陥エネルギを計算し,それを入力情報として用いた原子論-連続体ハイブリッドシミュレーションにより転位と析出物の相互作用を調べた.その結果,古典的な理論の結果と同様の結果となり,古典的な理論の妥当性を計算機シミュレーションによって検証することができた.さらに,相互作用における転位線形状の影響調べた結果,その影響は無視できる程小さいことが明らかになった.
2.整合強化機構の計算機シミュレーション
析出物に整合ひずみを与え,広い転位芯幅を有する超転位との相互作用を原子論-連続体ハイブリッドシミュレーションによって調べた.その結果を古典的な理論と比較した結果,大きく異なる結果となった.そこで,転位芯の幅の影響を取り入れた新しい理論式を構築し,計算結果と比較した結果定量的に一致する結果を得た.すなわち転位芯の影響を考慮した新しい理論式の構築に成功した.
3.剛性率強化機構の計算機シミュレーション
弾性定数が母材のものと異なる析出物と転位の相互作用を原子論-連続体ハイブリッドシミュレーションによって調べた.他の強化機構の影響に比べ剛性率強化機構の影響は非常に小さく,現実的な弾性定数の違いにおいては考慮する必要性が低いことが分かった.
4.新しい析出強化機構の構築
積層欠陥強化,整合強化,剛性率強化が同時に作用し複合的な強化機構について原子論-連続体ハイブリッドシミュレーションを行ったところ,古典的な方法による各強化機構の影響の複合では,その強化の程度を評価することができないことが分かった.そこで,転位の移動過程における各強化機構の影響の変化を調べ,転位の各位置で総和をとり,その最大値で評価を行ったところ,計算結果と良く一致する結果となった.すなわち,複合的な強化機構を評価する新しい方法を提案した.

  • 研究成果

    (18件)

すべて 2011 2010

すべて 雑誌論文 (9件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (9件)

  • [雑誌論文] Numerical Simulation of Dislocation-Precipitate Interactions using Dislocation Dynamics Combined with Voxel-based Finite Elements2011

    • 著者名/発表者名
      A.Takahashi, Y.Terada
    • 雑誌名

      Key Engineering Materials

      巻: 462-463 ページ: 395-400

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Molecular Dynamics Simulation of Dislocation-γ-precipitate Interactions in γ'-precipitates2011

    • 著者名/発表者名
      A.Takahashi, Y.Terada
    • 雑誌名

      Key Engineering Materials

      巻: 462-463 ページ: 425-430

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dislocation dynamics-based modeling of dislocation-precipitate interactions in bcc metals2010

    • 著者名/発表者名
      A.Takahashi, K.Kurata
    • 雑誌名

      Materials Science and Engineering

      巻: 10 ページ: 012081

    • 査読あり
  • [雑誌論文] γ-precipitate Strengthening in Nickel-based Superalloy2010

    • 著者名/発表者名
      A.Takahashi, M.Kawanabe, N.M.Ghoniem
    • 雑誌名

      Philosopical Magazine

      巻: 90 ページ: 3767-3786

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Structure of Self-Interstitial Atom Clusters in Iron and Copper2010

    • 著者名/発表者名
      A.Takahashi, N.M.Ghoniem
    • 雑誌名

      Proceedings of 5^<th> International Conference Multiscale Materials Modeling

      ページ: 733-736

  • [雑誌論文] 酸化物粒子分散強化型フェライト鋼の強化機構の転位動力学解析2010

    • 著者名/発表者名
      佐藤将太, 高橋昭如
    • 雑誌名

      第15計算工学講演会講演論文集

      巻: 15 ページ: 643-646

  • [雑誌論文] bcc中のらせん転位芯構造の転位動力学モデリング2010

    • 著者名/発表者名
      高橋昭如
    • 雑誌名

      日本機械学会第23回計算力学講演会

      巻: (CD-ROM 電子媒体)

  • [雑誌論文] 転位-析出物相互作用における転位芯の影響の転位動力学解析2010

    • 著者名/発表者名
      倉田和幸, 高橋昭如
    • 雑誌名

      日本機械学会第23回計算力学講演会

      巻: (CD-ROM 電子媒体)

  • [雑誌論文] ニッケル基超合金中のγ析出物と超転位の相互作用機構の分子動力学解析2010

    • 著者名/発表者名
      寺田祐太郎, 高橋昭如
    • 雑誌名

      日本機械学会第23回計算力学講演会

      巻: (CD-ROM 電子媒体)

  • [学会発表] Molecular Dynamics Study on Interaction Between Super-dislocation and Spherical Precipitate in Ordered Alloys2010

    • 著者名/発表者名
      A.Takahashi, Y.Texada
    • 学会等名
      International Conference on Clean Nano Process, Green Energy, Nano Technology and Computational Mechanics
    • 発表場所
      東南科技大学(台湾)
    • 年月日
      2010-12-08
  • [学会発表] Dislocation Dynamics in Polycrystalline Materials2010

    • 著者名/発表者名
      A.Takahashi, T.Kogure, Y.Ueki
    • 学会等名
      International Conference on Clean Nano Process Green Energy, Nano Technology and Computational Mechanics
    • 発表場所
      東南科技大学(台湾)
    • 年月日
      2010-12-08
  • [学会発表] Structure of Self-Interstitial Atom Clusters in Iron and Copper2010

    • 著者名/発表者名
      A.Takahashi, N.M.Ghoniem
    • 学会等名
      5^<th> International Conference Multiscale Materials Modeling
    • 発表場所
      University of Freiburg(ドイツ)
    • 年月日
      2010-10-05
  • [学会発表] 転位-析出物相互作用における転位芯の影響の転位動力学解析2010

    • 著者名/発表者名
      倉田和幸, 高橋昭如
    • 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
      2010-09-22
  • [学会発表] ニッケル基超合金中のγ析出物と超転位の相互作用機構の分子動力学解析2010

    • 著者名/発表者名
      寺田祐太郎, 高橋昭如
    • 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
      2010-09-22
  • [学会発表] bcc中のらせん転位芯構造の転位動力学モデリング2010

    • 著者名/発表者名
      高橋昭如
    • 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
      2010-09-22
  • [学会発表] Dislocation Dynamics in Heterogeneous Materials2010

    • 著者名/発表者名
      A.Takahashi, N.Ghoniem
    • 学会等名
      9^<th> World Congress on Computational Mechanics
    • 発表場所
      Sydney Convention and Exhibitation Centre(オーストラリア)
    • 年月日
      2010-07-19
  • [学会発表] Dislocation dynamics-based modeling of dislocation-precipitate interactions in bcc metals2010

    • 著者名/発表者名
      A.Takahashi, K.Kurata
    • 学会等名
      9^<th> World Congress on Computational Mechanics
    • 発表場所
      Sydney Convention and Exhibitation Centre(オーストラリア)
    • 年月日
      2010-07-19
  • [学会発表] 酸化物粒子分散強化型フェライト鋼の強化機構の転位動力学解析2010

    • 著者名/発表者名
      佐藤将太, 高橋昭如
    • 学会等名
      第15回計算工学講演会
    • 発表場所
      九州大学(福岡市)
    • 年月日
      2010-05-28

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公開日: 2012-07-19  

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