金属ガラスの変形・破壊の分子動力学シミュレーション:局所格子不安定性による検討

金属玻璃变形和断裂的分子动力学模拟：基于局部晶格不稳定性的研究

• 批准号: 07J00852
• 负责人: 西村 正臣
• 金额: $ 1.15万
• 依托单位: Kobe University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2007 至 2008
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07J00852/
• 关键词: アモルファス金属; 分子動力学; 局所格子不安定性解析; 局所格子不安定性

本研究では,金属ガラスの変形・破壊のメカニズム解明を目的として,分子動力学を用いて種々のシミュレーションを行うとともに,各原子位置における原子弾性剛性係数の正値性という独自の視点(局所格子不安定性解析)から議論することを試みている.昨年度までの検討で,局所格子不安定性解析による新たな知見を多数得ることが出来たものの,降伏などの巨視的な系の応力-ひずみ応答と系および局所の弾性剛性係数の変化とを直接的に結びつけることは容易ではなかった.そこで本年度は,Ni単元系アモルファスについて,全原子を不安定原子とそれ以外の安定原子とに分け,それぞれの応力平均の変化を見ることによって,アモルファス金属における安定,不安定原子の力学状態ならびに役翻について検討した.不安定原子の平均応力は,安定原子のそれより常に大きく,大きく変形している弱い部分であると解釈できること,流動変形へ遷移するまでの複雑な応力-ひずみ応答がこの不安定原子の横方向強度の異方性に起因していることなどを明らかにした.すなわち,構造の幾何学関係では見いだすことのできないアモルファス中の「欠陥」を,局所格子不安定解析により明らかにすることが出来る.続いて,球状の価電子分布を持つNiとの比較として,電子分布に方向性を持ち共有結合(ボンド)的な性質を有するAlの単元系アモルファスについても同様に検討した.不安定原子の系全体における割合変化を検討した結果,Ni単元系アモルファスでは不安定原子が増加して変形を吸収するのに対して,Al単元系では,不安定原子が減少することによって変形を吸収していることを明らかにした.すなわち,NiとAlいずれも動径分布関数などの構造解析ではアモルファスと判断されても,変形メカニズムがまったく異なることを局所格子不安定性解析によって明らかにした.

In this study, we aim to clarify the shape and structure of metal lattice, and to explore the application of molecular dynamics to the study of metal lattice instability. In the past year, the analysis of the lattice instability of the board has been discussed. The new knowledge has been obtained from the analysis of the lattice instability of the board. The force of the system has been reduced. The stiffness coefficient of the board has been changed directly. This year, the Ni unit system is in a state of flux, all atoms are unstable atoms, all other stable atoms are unstable atoms. The average force of unstable atoms is due to the anisotropy of the transverse strength of unstable atoms. Geometrical relations between structures are discussed in detail below. In addition, the electron distribution of spherical particles is relatively stable. In addition, the directivity of electron distribution is relatively stable. As a result of the discussion of the transformation of the whole system of unstable atoms, it is clear that while the Ni unit system absorbs more unstable atoms and absorbs more unstable atoms, the Al unit system absorbs less unstable atoms and absorbs more unstable atoms. The structural analysis of the dynamic diameter distribution of Ni and Al in the structure is to determine the dynamic diameter distribution of Ni and Al in the structure, and to analyze the lattice instability in the structure.

项目成果

Different Characteristics of Unstable Atoms in Monatomic Amorphous Ni and Al : Local Lattice Instability Analysis

单原子非晶态 Ni 和 Al 中不稳定原子的不同特征：局域晶格不稳定性分析

• 发表时间: 2008
• 作者: T. Ishikawa;H. Nagara;K. Mukose;K. Kusakabe;H. Miyagi;N. Suzuki;Masaomi Nishimura;Kisaragi Yashiro;Takahiro Ishikawa;西村正臣;西村正臣;長柄 一誠;Masaomi Nishimura;石河 孝洋;Takahiro Ishikawa;Masaomi Nishimura
• 通讯作者: Masaomi Nishimura

Local Lattice Instability Analysis on Nano-polycrystalline and Amorphous Metals: Deformation Limit of Weak Area

纳米多晶和非晶金属的局域晶格不稳定性分析：弱区变形极限

• 发表时间: 2007
• 期刊: Proc. of Third Asian-Pacific Congress on Computational Mechanics (CD-ROM) MS31-5-1
• 作者: K. Yashiro;M. Nishimura;Y. Tomita
• 通讯作者: Y. Tomita

アモルファス金属の結晶化ならびに変形の局所化:局所格子不安定解析

非晶金属结晶和变形的局域化：局域晶格不稳定性分析

• 发表时间: 2008
• 作者: T. Ishikawa;H. Nagara;K. Mukose;K. Kusakabe;H. Miyagi;N. Suzuki;Masaomi Nishimura;Kisaragi Yashiro;Takahiro Ishikawa;西村正臣;西村正臣;長柄 一誠;Masaomi Nishimura;石河 孝洋;Takahiro Ishikawa;Masaomi Nishimura;T. Ishikawa;西村正臣
• 通讯作者: 西村正臣

アモルファス金属の局所格子不安定解析 : I.単元系アモルファスにおける不安定原子の役割

非晶金属的局域晶格不稳定性分析：一、不稳定原子在单组分非晶金属中的作用

• 发表时间: 2008
• 期刊: 材料 57-8
• 作者: 屋代如月;西村正臣;冨田佳宏
• 通讯作者: 冨田佳宏

アモルファス金属における不安定原子の統計的評価 : 局所格子不安定性解析

非晶态金属中不稳定原子的统计评估：局部晶格不稳定性分析

• 发表时间: 2009
• 作者: T. Ishikawa;H. Nagara;K. Mukose;K. Kusakabe;H. Miyagi;N. Suzuki;Masaomi Nishimura;Kisaragi Yashiro;Takahiro Ishikawa;西村正臣
• 通讯作者: 西村正臣