材料の変形・破壊の階層性と階層横断モデルの構築

材料变形和断裂的层次结构以及跨层模型的构建

• 批准号: 09875032
• 负责人: 冨田 佳宏
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: Kobe University
• 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
• 起止时间: 1997 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-09875032/
• 关键词: 材料構造階層モデル; 変形・破壊応答; ポリマー; 分子鎖網目モデル; 非アフィンモデル; 分子動力学; モノマー

空間的に階層構造をなしている高分子材料の変形応答・破壊挙動を表現する場合,高分子材料を構成するモノマーの個々の挙動とメゾ・マクロスコピックな挙動を関係付けることは非常に困難である.このような状況を回避するために,同じ分子構造を有するモノマーの多数の集合体を等価なモデルで置換し,モノマーとメゾ・マクロスコピックな材料の変形・破壊応答を関連つける階層横断モデルを構築することを試み,以下の結果を得た。(1)非結晶性ならびに結晶性高分子材料を構成する高分子鎖の要素であるモノマーの原子間力顕微鏡による詳細な観察により、その表面構造解析を行った。さらに、分子動力学を用いた緩和状態の解析ならびに変形の解析によりモノマーの応答ならびに極限強度を検討した。その間、必要な原子間ポテンシャルの評価も行った。(2)モノマーを複数個結合し,その応答と相互作用を詳細に検討しモノマーの集合としての等価なスーパーマイクロメカニカルモデルを構築した。ついで、多くのスーパーマイクロメカニカルモデルを結合して,非アッフィン高分子鎖モデルを作成し,マクロな高分子の力学的応答を構成式の形式で表現した。(3)マクロな変形を加えるこよにより、局所的な分子鎖の変形ならびに配向を制御し、高分子材料のミクロな機能ならびに形態設計を考える上での基礎を構築できた。高分子材料の変形のマイクロスケールとマイクロスケール挙動が関係付けられので,マイクロスケールの材料の安全性・信頼性の向上とその機能・形態設計に対しても大きく寄与するものと考える.

When the polymer material has a spatial hierarchical structure, it is very difficult for the polymer material to form a structure. The following results were obtained from the analysis of the relationship between the structure of the molecule and the shape of the material. (1)Amorphous and crystalline polymer materials constitute the elements of the polymer lock, and the atomic force microscope is used to analyze the surface structure in detail. In addition, molecular dynamics is used to analyze the relaxation state and the ultimate strength. It is necessary to evaluate the performance of the company. (2)The interaction between the two groups is discussed in detail. In addition, the structure of the polymer chain is expressed in the form of a structural formula. (3)The structure of molecular lock and orientation of polymer materials is studied. The safety, reliability, function, shape design of polymer materials and the relationship between polymer materials and polymer materials.

项目成果

冨田佳宏, 田中繁之: "非晶性ポリマーの熱弾塑性挙動のモデル化とその応用" 第48回塑性加工連合講演会. 69-70 (1997)

Yoshihiro Tomita、Shigeyuki Tanaka：“无定形聚合物的热弹塑性行为建模及其应用”第 48 届塑料加工联盟会议 (1997)。

安達泰治 冨田佳宏 加集陽介: "引張り変形を受けるポリマー材のクロミ-ナノ構造変化のAFMによる評価" 日本機会学会論文集 記載予定. 64・619A. (1998)

Yasuji Adachi、Yoshihiro Tomita、Yosuke Kashu：“通过 AFM 评估聚合物材料拉伸变形时的铬纳米结构变化”，日本机械工程师学会会刊，即将出版 64, 619A。

Yoshihiro Tomita Taiji Adachi Shigeyuki Tanaka: "Modelling and Application of Constitutive Equation for Glassy Polymer Based on Nonaffine Network Theory" Eur.J.Mech.,A/Solis. 16・5. 745-755 (1997)

富田义弘太二安达茂之田中：“基于非仿射网络理论的玻璃状聚合物本构方程的建模与应用”Eur.J.Mech.，A/Solis 16・5（1997）。

Yoshihiro Tomita Taiji Adachi: "Nonaffine network model for glassy polymer and prediction of instability" Proc.IUTAM Symposium on Material Instability,Eds.R.de Borst and E.van der Giessen. (1998)

Yoshihiro Tomita Taiji Adachi：“玻璃态聚合物的非仿射网络模型和不稳定预测”Proc.IUTAM 材料不稳定性研讨会，Eds.R.de Borst 和 E.van der Giessen。

中村浩二郎, 渋谷陽二, 冨田佳宏: "非晶性ポリマーの単軸引張り変形における自由エネルギーの変化." 第3回分子動力学シンポジウム講演論文集. 55-58 (1997)

Kojiro Nakamura、Yoji Shibuya、Yoshihiro Tomita：“无定形聚合物单轴拉伸变形过程中自由能的变化。”第三届分子动力学研讨会论文集（1997 年）。