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[[平野　結士]]

研究目的：これまで幾何学的に必要な転位の増殖、運動、およびそれらの相互作用の影響を表現するため、微視力のつり合い方程式と自由エネルギー不等式を考慮した塑性せん断すべりの発展を時間依存Ginzburg-Landau方程式により記述し、結晶塑性有限要素法（CPFEM）へ導入してモデルを構築してきた。転位は熱活性化過程によって運動するため、温度場の考慮が不可欠であり、加えて、周期境界条件を導入する際には有限要素法特有の帯行列ではなく、フルランクの対称行列を解く必要がある。このため、ガウスの消去法などの基礎的な連立一次方程式の求解法を適用してきたが、計算コストが非常に高くなるという課題があった。そこで本研究では、微視力の概念を導入した結晶塑性理論に基づき熱伝導方程式を導出し、有限要素法による定式化を行うことで温度場の影響を考慮した解析モデルを構築する。また、弱連成解析に基づいて速度場、塑性すべり、温度場をそれぞれ解き、転位の熱活性化運動とその変形挙動への影響を検討する。さらに、周期境界条件に伴う計算量の増大を抑制するため、連立一次方程式の求解手法や周期性を考慮したアルゴリズムを工夫し、計算速度の向上を図るとともに、コードをモジュール化し管理性に優れた構造を実現するために、オブジェクト指向型言語C++への移行も行う。これにより、温度上昇を伴う塑性変形時の加工硬化挙動、特に転位運動の熱活性化および軟化現象に着目した高ひずみ速度下での変形挙動の評価が可能となり、さらに、シミュレーションの高速化と効率化により、微細構造や複雑な物理現象を詳細に捉えることができ、材料設計の精度向上が期待される。


今までの結果：

無次元化公称応力公称ひずみ曲線:
|>|&ref(１.png);|

総転位密度分布：
|>|&ref(２.png);|

塑性すべり分布：
|>|&ref(3.png);|
|>|&ref(３.png);|

温度分布：
|>|&ref(4.png);|
|>|&ref(４.png);|