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複雑界面を有するナノ構造体の破壊力学

复杂界面纳米结构的断裂力学

基本信息

批准号：
13F03055
负责人：
北村隆行
金额：
$ 1.47万
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：
2013
资助国家：
日本
起止时间：
2013-04-01 至 2015-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13F03055/
关键词：
き裂界面 Interaction Integral 破壊力学亀裂

项目摘要

Yu研究員が開発したInteraction Integral Methodを用いて、ナノ・マイクロデバイス中の複雑な界面の破壊メカニズムを力学的に解明することが、本研究の目的である。二年目である平成２６年度は、多層材料における異種材料の界面を対象とし、Interaction Integral Methodを用いて異材界面き裂先端近傍の応力特異場の強さに関する精密な破壊力学解析を実施した。一方で、Interaction Integral Methodは様々な材料の破壊特性を精密に解析できる可能性を有する点に着目し、材料の微視的かつ複雑な自由度を表現可能なmicropolar理論に基づく多自由度材料に適用することで、Interaction Integral Methodの高い適用可能性を実証した。同時に、熱応力が支配的となる異材界面や、複雑な力学条件下のき裂への拡張も行い、その妥当性・有効性を実証した。これらの成果は、European Journal of Mechanics等の国際誌に掲載済である。さらに、圧電材・強誘電材など力学特性と材料機能が密接に連動するマルチフィジックス材の破壊問題へのInteraction Integral Methodの拡張も行っており、マルチフィジックス効果によって見かけの破壊じん性が大きく向上することを明らかにした。本成果については国際誌へ投稿中である。

Researcher Yu has developed the Interaction Integral Method, which is used to explain the dynamics of complex interfaces. The purpose of this study is to solve the problem of interaction integral. In 2002, the Interfacial Analysis of Heterogeneous Materials in Multilayer Materials was carried out by the Interaction Integral Method. On the one hand, the Interaction Integral Method has the possibility of precise analysis of the breaking characteristics of materials. On the other hand, the Weishi app of materials has the possibility of expressing the basic multi-degree of freedom materials. On the other hand, the Interaction Integral Method has the high possibility of application. At the same time, the thermal force dominates the interface of different materials, and the behavior of cracks under complex mechanical conditions is proved to be proper and effective. The results were published in international journals such as European Journal of Mechanics. The mechanical properties and material functions of piezoelectric materials and ferroelectric materials are closely related to each other. The Interaction Integral Method of tensile behavior and mechanical properties of piezoelectric materials and ferroelectric materials is used to solve the problem of material failure. This work is published in the International Journal.