2006 Fiscal Year Annual Research Report
分子動力学計算および第一原理計算による金属ガラスの局所不安定性解析
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15074209
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
北村 隆行 京都大学, 工学研究科, 教授 (20169882)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
梅野 宜崇 京都大学, 工学研究科, 講師 (40314231)
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| Keywords | 金属ガラス / 不安定性 / 分子動力学 / 局所破壊 / クライテリオン / 原子構造解析 / 原子間ポテンシャル / 第一原理解析 |
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| Research Abstract |
結晶材料では規則正しい原子配列を乱す転位の発生・運動が非弾性変形を支配しているが,金属ガラスのような非晶質材料での非弾性変形をもたらす原子配列の組み換えについては,そのミクロの不安定機構が明らかになっておらず、原子レベルからの不安定解析が必要である.昨年度まで、本研究グループの提唱する原子レベルの変形不安定解析方法で原子配列組み換えについて検討し、不安定領域の大きさ等について成果をあげてきた。一方、構造体についての解析を行う場合には大規模なシミュレーションが必要となるが、系の自由度が膨大となるため、周期性のないアモルファスにおいては不安定性の解析はできない。ただし、実際の構造材料では欠陥等による応力(ひずみ)集中部が原子レベルの不安定変形を誘起する起点となることは明らかである。そこで,本年度は非晶質材料のFeアモルファス金属に対して,切欠きを有するモデルに対する引張り原子シミュレーションを行い、応力(ひずみ)が集中する切欠き底近傍の不安定変形と原子配列変化について解析した。とくに、切欠き底近傍の領域に限定した近似的な不安定解析によるクライテリオンおよび不安定モードとシミュレーションから得られる大域的なそれらの結果について比較検討した.その結果、局所領域寸法を広く設定すれば、限定的解析からそれらの比較的良好な推定が可能であることが明らかになった。ただし、その結果の詳細は領域境界の条件に依存し、さらに大規模な解析を行うためには適切な力学的境界条件を設定するためのマルチスケール的解析が必要であることが示された。また、切欠き底近傍における不安定モードについて解析し、球形の原子配列組み換え特性を明らかにした。
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