Development of Virtual Microscope Based on Renormalization Group Molecular Dyanamics and Its Application to Machining Process Observation

基于重正化群分子动力学的虚拟显微镜研制及其在加工过程观察中的应用

• 批准号: 08455075
• 负责人: INAMURA Toyoshiro
• 金额: $ 4.29万
• 依托单位: Nagoya Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 1996
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1996 至 1997
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08455075/
• 关键词: molecular dyanmics; crack initiation; brittle-ductile transition; machining; simulation; 脆性; 破壊; 雰囲気; 繰り込み; 逆繰り込み; ぜい性延性遷移

Renormalization group molecular dynamics has been proposed to simulate physical phenomena in various scales ranging from nanometer to micrometer. The method can handle various scales not only in separate manner but also in combined manner such that microscale phenomena which occur only in macroscale field can be analyzed by re-doing locally zoomed simulation based on results in macroscale simulation. The method is then used to analyze how defects can be formed in a monocrysytal silicon when it is machined. The mechanism which has been made clear is combined static/dynamic one such that a locally unstable static stress state causes micro shearing trigged by dyanamically repeated tensile/compressive action caused by acoustic wave. This event then creates amorphous zone with weakened material property in crystal structure under the relief face of a tool and leads to formation of a microcrack-like defect there, again by dynamic tensile stress associated with acoustic wave passing through the region.

重正化群分子动力学已被提出来模拟从纳米到微米的各种尺度的物理现象。该方法不仅可以单独处理多种尺度，而且可以组合处理，使得仅在宏观尺度场中发生的微观现象可以通过在宏观尺度模拟结果的基础上重新进行局部放大模拟来分析。然后该方法用于分析单晶硅在加工时如何形成缺陷。已经阐明的机制是静态/动态结合的机制，局部不稳定的静态应力状态导致由声波引起的动态重复拉伸/压缩作用触发的微剪切。然后，该事件在工具后刀面下方的晶体结构中产生材料特性减弱的非晶区，并再次通过与穿过该区域的声波相关的动态拉伸应力，导致在那里形成微裂纹状缺陷。

项目成果

稲村 豊四郎、武澤 伸浩、他: "繰り込み変換分子動力学による無欠陥単結晶シリコン切削時のクラック生成過程シミュレーション" 精密工学会誌. 63・1. 86-90 (1997)

Toyoshiro Inamura、Nobuhiro Takezawa 等：“利用重正化变换分子动力学模拟无缺陷单晶硅切割过程中的裂纹形成过程”日本精密工程学会杂志 63・1（1997 年）。

稲村豊四郎,武澤伸浩,社本志郎,中原尚寿,他: "繰り込み変換分子動力学による無欠陥単結晶のシリコン切削時のクラック生成過程シミュレーション" 精密工学会誌. 63.1. 86-90 (1997)

Toyoshiro Inamura、Nobuhiro Takezawa、Shiro Shamoto、Naohisa Nakahara 等人：“利用重正化变换分子动力学模拟无缺陷单晶硅切割过程中的裂纹形成过程”，日本精密工程学会杂志 63.1。 90 (1997)

Toyoshiro Inamura, Nobuhiro Takezawa and Shiro Shamoto: "Variable Scale Molecular Dynamics Simulation Based on Renormalization Technique" Transaction of JSME. 63,608 (A). 858-863 (1997)

Toyoshiro Inamura、Nobuhiro Takezawa 和 Shiro Shamoto：“基于重整化技术的变尺度分子动力学模拟”JSME 交易。

稲村豊四郎, 武澤伸浩,他: "繰り込み変換分子動力学による無欠陥単結晶シリコン切削時のクラック生成過程シミュレーション" 精密工学会誌. 63.1. 86-90 (1997)

Toyoshiro Inamura、Nobuhiro Takezawa 等人：“使用重整化变换分子动力学模拟无缺陷单晶硅切割过程中的裂纹形成过程”，日本精密工程学会杂志 63.1（1997 年）。

Toyoshiro INAMURA,Shoichi SHIMADA,et.al: "Brittle/Ductile Transition Phenomena Observed in Computer Simulation of Machining Defect-Free Monocrystalline Silicon" Annls.of the CIRP. 46.1. (1997)

Toyoshiro INAMURA、Shoichi Shimada 等人：“无缺陷单晶硅加工计算机模拟中观察到的脆性/延性转变现象”CIRP Annls.。