離散転位動力学法によるき裂先端近傍の欠陥分布と延性ぜい性遷移メカニズムの研究

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き裂先端近傍に形成される転位の分布構造とそれによる応力拡大係数の遮蔽による見かけの破壊じん性値の変化、および、延性ぜい性遷移といった破壊様式の変遷のメカニズムの解明、疲労破壊の散逸構造としてのモデル化を目的として、離散転位動力学法(Discrete Dislocation Dynamics;DDD)に基づいた多数の個別の転位のダイナミクスの直接シミュレーションを実施し、以下のような知見を得た。(1) 転位運動の素過程を適切にモデル化することを通じて、結晶塑性論に基づく有限要素法による解析結果と、原子モデルを用いた分子動力学法による解析結果の両方を説明できるメゾスケールのモデルが構築できることがわかった。(2) 結晶の配向の違いによってき裂先端の転位パターンとその形成過程に顕著な違いが現れることがわかった。これは、Riceらによって予言されている転位組織の形成とマクロ変形との関わりに対する実証になっていると考えられる。(3) 繰り返し負荷過程で、転位の生成消滅が起こるが、転位の総数はほぼ一定に維持されることがわかった。これは、生成消滅系における動的定常状態の実現の結果であると結論づけられる。(4) 繰り返しによるき裂先端場の転位構造の形成により、先端のへき開応力値が増大し、局所応力拡大係数の増加がみられた。これは、転位組織形成に伴う材料の延性ぜい性遷移メカニズムの解明の一助となるものと期待できる。