分子動力学シミュレーションのための原子集合体と連続体の結合モデルに関する研究

分子动力学模拟的原子组装体和连续体耦合模型研究

• 批准号: 06750094
• 负责人: 中谷 彰宏
• 金额: $ 0.58万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1994
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1994 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-06750094/
• 关键词: 分子動力学法; 結合解法; き裂

金属結晶中の,き裂先端近傍や格子転位の芯領域など,通常の連続体としての取り扱いでは特異点となりモデル化できない領域を,原子集合体モデルでモデル化し,原子領域と連続体領域と動力学的に矛盾なく接合するモデルを構築し,原子集合体領域の内部構造変化調べ,特異点の位置を的確に検出しつつ連続体領域を原子集合体領域が矛盾なく運動し,き裂進展や転位運動を追跡可能な工学的に有効な手法を提案することを目的として研究を進め,以下の知見を得た.1.連続体領域との接合の観点から,原子集合体モデルを用いたき裂先端近傍の変形場の分子動力学シミュレーションを行ない,き裂先端の応力場での構造変化の原子領域サイズや系の温度による影響を評価した.2.最も基本的な微小結晶体の単軸引張下での変形挙動からこれまで広く用いられる変位規定・荷重規定・フレキシブル境界条件の特性を検討した.3.原子領域と連続体を結合するモデルを構築し,それぞれの領域を分子動力学法(MD)と有限要素法(FEM)で連成的に解く方法を,2.で扱った問題に適用し,モデルの有効性を確認した.4.き裂先端近傍に原子集合体を,その周りに有限要素を配置した結合モデルに対して,3.のFEM-MD連成解析手法を適用し,き裂進展問題に本手法が有効であることを示した.また,結晶の配向に依存した延性ぜい性遷移について本手法を用いて検討した.今後は,本研究により得られた知見をアモルファス金属の変形機構の解明に適用することを考えている.

Metal crystallization の, き crack apex nearly alongside や grid planning の core area な ど, usually の even 続 と し て の take り Cha い で は specific point と な り モ デ ル change で き な を い areas, atomic aggregate モ デ ル で モ デ ル し, atomic areas と even 続 body と dynamics に contradiction な く joint す る モ デ ル を し, atomic aggregate area の internal structure variations べ, specific point の を indeed に 検 out し つ つ even 続 body areas を atomic aggregate が contradiction な し く movement, き crack progress や を planning a movement tracing may な engineering に have sharper な technique proposed を す る こ と を purpose と し を into め て study, the following の knowledge を た. 1. Even 続 body field と の joint の 観 point か ら, atomic aggregate モ デ ル を with い た き crack apex nearly alongside の - shaped field の molecular dynamics シ ミ ュ レ ー シ ョ ン を line な い, き crack apex の 応 force field で の structural variations change の atomic field サ イ ズ や の temperature に よ る を appraisal of 価 し た. 2. Most も basic な tiny crystals の 単 under axial extension and で の - shaped 挙 dynamic か ら こ れ ま で hiroo く with い ら れ る - a regulation, load regulation, フ レ キ シ ブ ル boundary conditions の characteristics を beg し 検 た. 3. Atom field と even 続 body を combining す る モ デ ル を build し そ れ ぞ れ の field を molecular dynamics method (MD) と finite element method (FEM) で を く に solution method, 2. で Cha っ に applicable し た problem, モ デ ル の have sharper sex を confirm し た. 4. き crack apex nearly alongside に atomic aggregate を, そ の weeks り に finite element を configuration し モ た union デ ル に し seaborne て, 3. の FEM - MD together as analytical technique, the applicable し を き crack progress problem に this gimmick が have sharper で あ る こ と を shown し た. ま た, crystallization の match to に dependent し た ductility ぜ い transfer に つ い て this gimmick を い て beg し 検 た. Future は, this study に よ り must ら れ た knowledge を ア モ ル フ ァ ス metal の - shaped institutions の interpret に applicable す る こ と を exam え て い る.

项目成果

北川浩・中谷彰宏・中谷敬子: "分子動力学法を用いた単元系アモルファス構造生成と変形挙動の解析" 日本機械学会講演論文集. (第72期通常総会講演会発表予定). (1995)

Hiroshi Kitakawa、Akihiro Nakatani、Keiko Nakatani：“使用分子动力学方法分析单一非晶结构的生成和变形行为”日本机械工程师学会会议记录（计划在第 72 届普通大会上发表）（1995 年）。

中谷彰宏・北川浩: "原子集合体モデルと連続体の結合モデルに関する研究" 第18回NCP研究会・機械の強度と形態研究懇話会シンポジウム論文集. 35-36 (1994)

Akihiro Nakatani和Hiroshi Kitakawa：“原子聚集体模型和连续介质耦合模型的研究”第18届NCP研究组论文集/机械强度和形态学研究会议论文集35-36（1994）。

中谷彰宏・北川浩: "分子動力学シミュレーションにおける境界のモデル化についての検討" 日本機械学会講演論文集(原子/分子モデルを用いる材料強度評価シンポジウム). No.940-39. 90-93 (1994)

Akihiro Nakatani 和 Hiroshi Kitakawa：“分子动力学模拟中的边界建模研究”日本机械工程师学会会议录（使用原子/分子模型的材料强度评估研讨会）第 90-93 号（1994 年）。

中谷彰宏・北川浩: "分子動力学シミュレーションにおける境界のモデル化についての検討" 日本機械学会講演論文集(第7回計算力学講演会). No.940-54. 15-16 (1994)

Akihiro Nakatani 和 Hiroshi Kitakawa：“分子动力学模拟中边界建模的研究”日本机械工程师学会会议记录（第七届计算力学会议）第 940-54 号（1994 年）。

田中敬子・中谷彰宏・北川浩: "き裂先端から発生した転位運動の分子動力学解析" 日本機械学会講演論文集(原子/分子モデルを用いる材料強度評価シンポジウム). No.940-39. 73-78 (1994)

Keiko Tanaka、Akihiro Nakatani、Hiroshi Kitakawa：“裂纹尖端产生的位错运动的分子动力学分析”日本机械工程师学会会议记录（使用原子/分子模型评估材料强度研讨会）第 940-39 期。 -78 (1994)