材料の組織と応答のマイクロ・メゾメカニカルモデル

材料结构与响应的微细观力学模型

• 批准号: 10875026
• 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: 1998
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1998 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10875026/
• 关键词: 材料組織の成長; モノマーの応答; 非アッフィンモデル; ポリマー構成式; マイクロ・メゾメカニカルモデル; AFM観察; 計算機シミュレーション; 分子動力学

材料のマクロスコピックな組織の成長とその応答は原子レベルの応答と密接に関連している.しかしながら,空間的に階層構造をなしている材料の変形応答を表現する場合,原子レベルまで遡ったモデルの構築において不可欠な時空的な極めて大きな隔たりの回避と複雑な階層構造を有するメゾスコピックな構造の存在がある.本研究では,非晶性ポリマーに対して,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応答を関連つけるモデルを構築することを試み,以下の結果を得た.ポリマーを構成する高分子鎖の要素であるモノマーの構造解析と分子動力学を用いた緩和状態の解析ならびに力学的応答を検討した.その間、必要な原子間ポテンシャルの評価も行った.ついで,モノマーの集合体の応答と相互作用を詳細に検討しそれに等価なマイクロ・メゾメカニカルモデルを構築し,それを結合することによって,高分子鎖モデルを作成した.単位領域内に多くの高分子鎖を配置し,その応答を均質化法を用いて評価することによって,マクロなポリマーの力学的応答を表現した.本研究で構築したモデルを用いた,ポリマーの応答の直接シミュレーションによって,マクロな実験によって見られるポリマーの変形の特徴を良く再現できることが確認できた.しかしながら,定量的な対応に付いてはまだ問題を残している.これは,単位領域の取り方が新たなる特徴長さを導入していることによるもので,単位領域の大きさと実在するメゾスコピック構造との関連など今後検討の余地はある.しかしながら,マイクロ・メゾメカニカルモデルの構築に関する多くの知見が得られたものと考える.

Material の マ ク ロ ス コ ピ ッ ク な organization grow の と そ の 応 answer は atomic レ ベ ル の 応 answer と contact に masato even し て い る. し か し な が ら, space に class structure を な し て い の る materials - shaped 応 answer を performance す る occasions, atomic レ ベ ル ま で back っ た モ デ ル の build に お い て not owe な space-time な extremely め て big き な every た り の shun と complex The 雑な class structure を there is a するメゾスコピッ な structure 雑な there is a がある. This study で は, amorphous ポ リ マ ー に し seaborne て, with molecular structure を じ す る モ ノ マ ー の most の aggregate を etc 価 な モ デ ル で replacement し, モ ノ マ ー と メ ゾ · マ ク ロ ス コ ピ ッ ク の な materials - shaped 応 answer を masato even つ け る モ デ ル を build す る こ と を み, the result of the following の を た. ポ リ マ ー を constitute す る polymer lock の elements で あ る モ ノ マ ー の structure と molecular dynamics を with い た remission の parsing な ら び に mechanics 応 answer を beg し 検 た. そ, necessary between の な interatomic ポ テ ン シ ャ ル の review 価 も line っ た. つ い で, モ ノ マ ー の aggregate の 応 を detailed answer と interaction に beg し 検 そ れ に etc 価 な マ イ ク ロ · メ ゾ メ カ ニ カ ル モ デ ル を construct し Youdaoplaceholder0 combined with する とによって とによって, the polymer lock モデ を を を is made into た た. に 単 a field more く の polymer lock を configuration し そ の 応 answer を を homogenization method with い て review 価 す る こ と に よ っ て, マ ク ロ な ポ リ マ ー 応 answer を の mechanics performance し た. で this study constructs し た モ デ ル を with い た, ポ リ マ ー の 応 の answer directly シ ミ ュ レ ー シ ョ ン に よ っ て, マ ク ロ な be 験 に よ っ て see ら れ る ポ リ マ ー の - shaped の, 徴 く を good reappearance で き る こ と が confirm で き た. し か し な が ら, quantitative な 応 seaborne に pay い て は ま だ problem を residual し て い る. こ れ は, の take り 単 a field Party が new た な る 徴 time.they さ を import し て い る こ と に よ る も の で, 単 bit field の big き さ と be in す る メ ゾ ス コ ピ ッ ク tectonic と の masato even な ど future room to beg の 検 は あ る. し か し な が ら, マ イ ク ロ · メ ゾ メ カ ニ カ ル モ デ ル の build に masato す る more く の knowledge が must ら れ た も の と exam え る.

项目成果

Yoshihiro Tomita: "Constitutive Modelling of Deformation Behavior of Glassy Polymers and Applications" Int.J.Mech.Sci.(印刷中). (1999)

Yoshihiro Tomita：“玻璃状聚合物变形行为的本构模型及其应用”Int.J.Mech.Sci.（出版中）。

Yoshihiro Tomita: "Constitutive Equation of an Amorphous Polymers and Its Application to Prediction of Instability Propagation Behavior" Proc.ICM8. (印刷中). (1999)

Yoshihiro Tomita：“非晶聚合物的本构方程及其在预测不稳定性传播行为中的应用”Proc.ICM8（出版中）。

田中繁之: "ポリマーの熱弾粘塑性変形挙動のシミュレーション." 日本機械学会論文集. 64A-623. 1916-1922 (1998)

Shigeyuki Tanaka：“聚合物热弹粘塑性变形行为的模拟”，日本机械工程师学会汇刊 64A-623（1916-1922）。

渋谷陽二: "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の変化" 日本機械学会論文集. 65A-629. 87-92 (1999)

Yoji Shibuya：“无定形聚合物单轴拉伸变形过程中自由能的变化”，日本机械工程师学会汇刊 65A-629 (1999)。

Shigeyuki Tanaka: "Constitutive modelling of glassy polymer based on AFM obsevation" Proceedings of the 3rd International Symposium oon Mいcrostructures and Mechanical Properties of New Engineering Materials(IMMM'97),(Fds.M.Senoo,B.Xu,M.Tokuda and B.Bundar

Shigeyuki Tanaka：“基于 AFM 观察的玻璃态聚合物的本构模型”第三届国际新型工程材料微观结构和机械性能研讨会论文集（IMMM97），（Fds.M.Senoo、B.Xu、M. Tokuda 和邦达尔