Computational method for dynamic coupling analysis of macroscopic deformation and morphological change in microstructure

宏观变形与微观组织形貌变化动态耦合分析的计算方法

• 批准号: 20760063
• 负责人: UEHARA Takuya
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Yamagata University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2008
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2008 至 2009
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-20760063/
• 关键词: 連続体力学; 結晶成長; 計算物理; 計算機シミュレーション; 相変態; フェーズフィールドモデル; 分子動力学; 数値解析; 機械材料・材料力学; シミュレーション工学

Computational method is developed using a phase field model which accounts for the coupling effects among phase, temperature and stress/strain, so that the macroscopic behavior of metallic material is described in accordance with the dynamic change in the microstructure. Simulations on microscopic stress distribution in complex microstructure such as dendrites or polycrystals are enabled using the developed method. The equations are then extended for binary alloy system, and the local concentration of each composition is coupled with the phase and stress fields. The subsequent simulation revealed complicated stress is generated in a cellular microstructure formed in directional solidification.

该方法采用相场模型，考虑了相、温度和应力/应变的耦合作用，使金属材料的宏观行为能根据微观结构的动态变化来描述。利用该方法可以模拟枝晶、多晶等复杂微观结构中的微观应力分布。将该方程推广到二元合金体系，并将各组分的局部浓度与相场和应力场耦合起来。随后的模拟显示，在定向凝固中形成的胞状组织中产生了复杂的应力。

项目成果

フェーズフィールドモデルによる二相界面の力学的安定性

使用相场模型的两相界面的机械稳定性

• 发表时间: 2010
• 作者: T.Matsuda;K.Nakata;M.Kawai;上原拓也
• 通讯作者: 上原拓也

An application of the phase-field model to numerical simulation of stress distribution in microstructures

相场模型在微结构应力分布数值模拟中的应用

• 发表时间: 2008
• 作者: A. Sekine;T. Matsuda;M. Kawai;Takuya Uehara
• 通讯作者: Takuya Uehara

Phase field simulation of microscopic stress distribution in complex microstructures

复杂微观结构中微观应力分布的相场模拟

• 发表时间: 2009
• 作者: K. Nakata;T. Matsuda;M. Kawai;Takuya Uehara
• 通讯作者: Takuya Uehara

一定応力下における相変態現象に関するフェーズフィールドモデル解析

恒应力下相变现象的相场模型分析

• 发表时间: 2008
• 作者: 荒井政大;角孝平;伏見祐介;松田哲也;上原拓也
• 通讯作者: 上原拓也

多結晶組織形成の分子動力学シミュレーション

多晶结构形成的分子动力学模拟

• 发表时间: 2008
• 作者: 高橋秀徳;上原拓也
• 通讯作者: 上原拓也