局所結晶格子不安定解析による微小構造材料の原子レベル破壊クライテリオンの評価
局所結晶格子不安定解析による微小構造材料の原子レベル破壊クライテリオンの評価
批准号:
09875028
负责人:
北村 隆行
金额:
$1.6万
依托单位:
依托单位国家:
日本
项目类别:
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份:
1997
资助国家:
日本
项目状态:
已结题
起止时间:
1997 至 1998
中文摘要
微小構造材料では,原子レベルで微視構造を制御できうる可能性を有する反面,局所における原子配置の不整合から破壊が発生・伝播して構造体全体の機能を奪うことがある.本研究の目的は,微小構造体の信頼性を確保するために,原子レベルからの破壊クライテリオンを明らかにすることである.分子動力学による破壊シミュレーション結果の詳細な観察によって局所破壊条件を抽出することと結晶格子のエネルギー的不安定性を結びつける解析を行った.得られた結果は以下のようにまとめられる.(1)分子動力学法によってニッケル単結晶(埋め込み原子法による原子間ポテンシャル使用)の引張シミュレーションを行った.セルの拘束条件,温度等のパラメータを変化させて,破壊形態(へき開型とせん断型)の変化様相,および,破壊開始点近傍の原子配置を観察した.(2)破壊が始まる局所における結晶の格子形状(すなわち,局所ひずみ)には破壊形式によって特徴があることを見いだした.(3)応力,弾性係数,剛性係数を算出した.この正値性より変形に対してエネルギー的に不安定となる格子形状を解析した.(4)分子動力学より得られた多自由度系の局所不安定破壊タライテリオンについて格子不安定性の適用可能性を明らかにした.(5)転位の発生が局所のエネルギー不安定によって説明できることがわかった.(6)転位の発生や相変態の開始にはひずんだ格子の集団が存在する.そのひずみ分布と局所不安定性の関係を明らかにした.
英文摘要
微小構造材料では,原子レベルで微視構造を制御できうる可能性を有する反面,局所における原子配置の不整合から破壊が発生・伝播して構造体全体の機能を奪うことがある.本研究の目的は,微小構造体の信頼性を確保するために,原子レベルからの破壊クライテリオンを明らかにすることである.分子動力学による破壊シミュレーション結果の詳細な観察によって局所破壊条件を抽出することと結晶格子のエネルギー的不安定性を結びつける解析を行った.得られた結果は以下のようにまとめられる.(1)分子動力学法によってニッケル単結晶(埋め込み原子法による原子間ポテンシャル使用)の引張シミュレーションを行った.セルの拘束条件,温度等のパラメータを変化させて,破壊形態(へき開型とせん断型)の変化様相,および,破壊開始点近傍の原子配置を観察した.(2)破壊が始まる局所における結晶の格子形状(すなわち,局所ひずみ)には破壊形式によって特徴があることを見いだした.(3)応力,弾性係数,剛性係数を算出した.この正値性より変形に対してエネルギー的に不安定となる格子形状を解析した.(4)分子動力学より得られた多自由度系の局所不安定破壊タライテリオンについて格子不安定性の適用可能性を明らかにした.(5)転位の発生が局所のエネルギー不安定によって説明できることがわかった.(6)転位の発生や相変態の開始にはひずんだ格子の集団が存在する.そのひずみ分布と局所不安定性の関係を明らかにした.
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北村隆行: "引張軸に対して直角方向に拘束を受けるニッケル結晶のへき開破壊に関する原子レベル解析" 日本機械学会論文集,A編. 63・615. 2380-2386 (1997)
Takayuki Kitamura:“垂直于拉伸轴约束的镍晶体解理断裂的原子水平分析”,日本机械工程师学会会刊,A 版 2380-2386(1997 年)。
DOI:
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发表时间:
期刊:
影响因子:
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作者:
[]
通讯作者:
Takayuki Kitamura: "Criteria for Nucleation of a Cleavage Crack and a Dislocation in a Nickel Single Crystal Based on Molecular Dynamics" Mesoscopic Dynamics of Fracture,Advances in Materials Research. 120-130 (1998)
Takayuki Kitamura:“基于分子动力学的镍单晶中解理裂纹和位错的成核标准”断裂的细观动力学,材料研究进展。
DOI:
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发表时间:
期刊:
影响因子:
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作者:
[]
通讯作者:
屋代如月: "面心立方体の転位発生の分子動力学シミュレーションおよび前駆局所ひずみ集中の格子不安定条件による特性解析" 日本機械学会論文集. 64-626. 2583-2589 (1998)
如月八代:“面心立方体中位错产生的分子动力学模拟以及晶格不稳定条件下前体局部应变集中的特征分析”日本机械工程师学会会刊64-626(1998)。
DOI:
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发表时间:
期刊:
影响因子:
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作者:
[]
通讯作者:
北村隆行: "分子動力学法によるメゾ破壊シミュレーション" 日本機械学会論文集. 65-631(掲載予定). (1999)
Takayuki Kitamura:“使用分子动力学方法进行细观断裂模拟”,日本机械工程师学会会刊 65-631(待出版)。
DOI:
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发表时间:
期刊:
影响因子:
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作者:
[]
通讯作者:
Takayuki Kitamura: "Atomic Simulation on Deformation and Fracture of Nano-Single crystal of Nickel in Tension" JSME International Journal,Ser.A. 40・4. 430-435 (1997)
Takayuki Kitamura:“镍纳米单晶张力变形和断裂的原子模拟”JSME International Journal,Ser.A 430-435(1997)。
DOI:
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发表时间:
期刊:
影响因子:
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作者:
[]
通讯作者:
Interface Fracture in Dissimilar Nanostructures Induced by Ultrafast Laser Irradiation
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批准号:18F18067
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项目类别:Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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资助金额:$1.47万
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财政年份:2018
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负责人:北村 隆行
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依托单位:
ひずみエネルギー密度法によるマイクロ・ナノ材料の統一破壊力学
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批准号:16F16366
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项目类别:Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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资助金额:$1.41万
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财政年份:2016
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负责人:北村 隆行
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依托单位:
複雑界面を有するナノ構造体の破壊力学
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批准号:13F03055
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项目类别:Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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资助金额:$1.47万
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财政年份:2013
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负责人:北村 隆行
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依托单位:
ナノ構造体のマルチスケール・モデリングとシミュレーション
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批准号:12F02058
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项目类别:Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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资助金额:$1.47万
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财政年份:2012
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负责人:北村 隆行
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依托单位:
力学的非対称性によるねじれ構造のスケール移行
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批准号:12F02359
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项目类别:Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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资助金额:$1.54万
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财政年份:2012
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负责人:北村 隆行
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依托单位:
ナノ界面の疲労損傷と破壊
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批准号:21226005
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项目类别:Grant-in-Aid for Scientific Research (S)
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资助金额:$139.61万
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财政年份:2009
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负责人:北村 隆行
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依托单位:
ナノチューブの機能破壊を誘引する非線形局在振動
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批准号:21656031
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项目类别:Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
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资助金额:$1.98万
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财政年份:2009
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负责人:北村 隆行
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依托单位:
結合領域モデルによるサブミクロン膜界面のクリープき裂成長予測
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批准号:07F07099
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项目类别:Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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资助金额:$1.41万
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财政年份:2007
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负责人:北村 隆行
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依托单位:
シリコンの局所応力誘起恋態とその物性
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批准号:06F06121
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项目类别:Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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资助金额:$1.54万
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财政年份:2006
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负责人:北村 隆行
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依托单位:
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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批准号:15074209
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项目类别:Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
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资助金额:$18.05万
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财政年份:2003
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负责人:北村 隆行
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依托单位:
基板上のマイクロ・アクチュエーターとマイクロ・センサーの力学挙動シミュレーション
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批准号:02F02074
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项目类别:Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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资助金额:$0.26万
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财政年份:2002
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负责人:北村 隆行
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依托单位:
基板上のマイクロ・アクチュエーターとマイクロ・センサーの力学挙動シミュレーション
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批准号:02F00074
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项目类别:Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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资助金额:$0.9万
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财政年份:2002
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负责人:北村 隆行
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依托单位:
第一原理分子動力学法によるカーボンナノチューブの機械的・電気的特性解析
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批准号:13875022
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项目类别:Grant-in-Aid for Exploratory Research
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资助金额:$1.41万
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财政年份:2001
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负责人:北村 隆行
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依托单位:
第一原理分子動力学解析による局所不均一機械特性評価
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批准号:11875027
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项目类别:Grant-in-Aid for Exploratory Research
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资助金额:$1.41万
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财政年份:1999
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负责人:北村 隆行
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依托单位:
高温における微小欠陥初成のメゾスコピック・シミュレーション
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批准号:05650080
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项目类别:Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
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资助金额:$1.28万
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财政年份:1993
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负责人:北村 隆行
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依托单位:
画像処理による多数分布クリープ疲労微小き裂測定と損傷力学の確率論的発展
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批准号:02750065
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项目类别:Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
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资助金额:$0.58万
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财政年份:1990
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负责人:北村 隆行
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依托单位:
高強度超合金のクリープ疲労条件下におけるき裂伝ぱのモデル化と数値シミュレーション
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批准号:01750090
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项目类别:Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
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资助金额:$0.58万
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财政年份:1989
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负责人:北村 隆行
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依托单位:
海外基金