课题基金 / 基金详情

ひずみエネルギー密度法によるマイクロ・ナノ材料の統一破壊力学

ひずみエネルギー密度法によるマイクロ・ナノ材料の統一破壊力学
应变能密度法微纳材料统一断裂力学
批准号：
16F16366
负责人：
北村 隆行
金额：
$1.41万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2016
资助国家：
日本
项目状态：
已结题
起止时间：
2016-11-07 至 2019-03-31
来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16F16366/
关键词：
破壊力学ナノメートルひずみエネルギー密度連続体分子動力学マイクロナノ破壊基準ひずみエネルギー負荷実験

项目摘要

项目成果

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中文摘要
翻译
ナノメートル・スケールの棒材を単結晶シリコンで作成し、破壊の起点となる三角形状の切欠きを導入した試験片を作成し、受入れ研究者が所有する微小材料負荷試験装置を組み込んだ走査型電子顕微鏡を用いてその場観察の下で破壊実験を行った。その結果、切り欠き底からの破壊発生・進展に関する精密な観察を行うとともに、破壊過程を詳細に観察した。また、応力集中係数の異なる切り欠きを用いた実験より、切り欠き底近傍応力分布の相違の影響について実験観察を行った。これらの実験結果に基づく数値解析より、数nmの応力集中によって切欠き底における局所破壊がもたらされていることが判明した。また、それが、連続体力学に基づく破壊モデル（ひずみエネルギー密度法）が数nm以上の応力集中域では適用可能であるに対して、それ以下では適用ができなくなることも明らかにした。すなわち、これが連続体モデルの破壊への適用下限であり、それ以下の寸法では原子による離散性を考慮した理論の構築が必要である。これらの成果の一部は、すでに国際研究誌に掲載されている。また、他の部分は投稿・審査中である。さらに、実験解析の成果を受けて、分子動力学法による単結晶シリコン原子構造体における微小切欠き底からの破壊シミュレーションに取り組み始め、すでに初期的な結果を得ている。この結果を基に、離散性を考慮した破壊力学の理論解析にも取り組んでおり、論文発表の準備を進めている。
英文摘要
ナノメートル・スケールの棒材を単結晶シリコンで作成し、破壊の起点となる三角形状の切欠きを導入した試験片を作成し、受入れ研究者が所有する微小材料負荷試験装置を組み込んだ走査型電子顕微鏡を用いてその場観察の下で破壊実験を行った。その結果、切り欠き底からの破壊発生・進展に関する精密な観察を行うとともに、破壊過程を詳細に観察した。また、応力集中係数の異なる切り欠きを用いた実験より、切り欠き底近傍応力分布の相違の影響について実験観察を行った。これらの実験結果に基づく数値解析より、数nmの応力集中によって切欠き底における局所破壊がもたらされていることが判明した。また、それが、連続体力学に基づく破壊モデル（ひずみエネルギー密度法）が数nm以上の応力集中域では適用可能であるに対して、それ以下では適用ができなくなることも明らかにした。すなわち、これが連続体モデルの破壊への適用下限であり、それ以下の寸法では原子による離散性を考慮した理論の構築が必要である。これらの成果の一部は、すでに国際研究誌に掲載されている。また、他の部分は投稿・審査中である。さらに、実験解析の成果を受けて、分子動力学法による単結晶シリコン原子構造体における微小切欠き底からの破壊シミュレーションに取り組み始め、すでに初期的な結果を得ている。この結果を基に、離散性を考慮した破壊力学の理論解析にも取り組んでおり、論文発表の準備を進めている。
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会议论文
Static assessment of nanoscale notched silicon beams using the averaged strain energy density method
DOI： 10.1016/j.tafmec.2018.03.007
发表时间： 2018-06
期刊： Theoretical and Applied Fracture Mechanics
影响因子： 5.3
作者： [P. Gallo;T. Sumigawa;T. Kitamura;F. Berto]
通讯作者： P. Gallo;T. Sumigawa;T. Kitamura;F. Berto
Influence of crack tip plasticity on the slope of fatigue curves for laser stake-welded T-joints loaded under tension and bending
DOI： 10.1016/j.ijfatigue.2017.02.025
发表时间： 2017-06
期刊： International Journal of Fatigue
影响因子： 6
作者： [P. Gallo;H. Remes;J. Romanoff]
通讯作者： P. Gallo;H. Remes;J. Romanoff
Analysis of multiaxial low cycle fatigue of notched specimens for type 316L stainless steel under non-proportional loading
DOI： 10.1016/j.tafmec.2017.01.009
发表时间： 2017-06
期刊： Theoretical and Applied Fracture Mechanics
影响因子： 5.3
作者： [P. Gallo;S. Bressan;T. Morishita;Takamoto Itoh;F. Berto]
通讯作者： P. Gallo;S. Bressan;T. Morishita;Takamoto Itoh;F. Berto
Experimental characterization at nanoscale of single crystal silicon fracture toughness
DOI： 10.3221/igf-esis.47.31
发表时间： 2018-12
期刊： Frattura ed Integrità Strutturale
影响因子： --
作者： [P. Gallo;T. Sumigawa;T. Kitamura]
通讯作者： P. Gallo;T. Sumigawa;T. Kitamura
Interface Fracture in Dissimilar Nanostructures Induced by Ultrafast Laser Irradiation
  • 批准号：
    18F18067
  • 项目类别：
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
  • 资助金额：
    $1.47万
  • 财政年份：
    2018
  • 负责人：
    北村 隆行
  • 依托单位：
    Kyoto University
複雑界面を有するナノ構造体の破壊力学
  • 批准号：
    13F03055
  • 项目类别：
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
  • 资助金额：
    $1.47万
  • 财政年份：
    2013
  • 负责人：
    北村 隆行
  • 依托单位：
    Kyoto University
ナノ構造体のマルチスケール・モデリングとシミュレーション
  • 批准号：
    12F02058
  • 项目类别：
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
  • 资助金额：
    $1.47万
  • 财政年份：
    2012
  • 负责人：
    北村 隆行
  • 依托单位：
    Kyoto University
力学的非対称性によるねじれ構造のスケール移行
  • 批准号：
    12F02359
  • 项目类别：
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
  • 资助金额：
    $1.54万
  • 财政年份：
    2012
  • 负责人：
    北村 隆行
  • 依托单位：
    Kyoto University
海外基金