所属：Graduate School of Engineering Science, Osaka University

概要：材料のナノインデンテーション試験中に観察され、局所領域での材料の機械的強度に根本的に関連する最初の変位バースト現象(第一pop-in)の発生荷重の温度・押し込み速度依存性を予測することを目的とし、896000原子を含むBCC解析モデル結晶をEAMポテンシャルで駆動してナノインデンテーションの分子動力学解析を実施した。解析中にて圧子直下に生じる原子応力状態を獲得し、その結果を基にNudged Elastic Band法を用い、第一pop-inに起因する転位核生成の活性化エネルギーを求めた。そして確率モデルから異なる温度・押し込み速度下での第一pop-inの確率分布を求めることで予測を行った。予測した第一pop-in発生荷重は温度が高くなるほど、また押し込み速度が遅くなるほど低くなり、実験での温度・押し込み速度依存性の傾向と一致していることから、本手法によって第一pop-in発生荷重が予測可能であることを確認した。

論文掲載,発表実績:
（学術雑誌掲載論文）

• Yuji Sato, Shuhei Shinzato, Takahito Ohmura, Shigenobu Ogata, “Atomistic prediction of the temperature- and loading-rate-dependent first pop-in load in nanoindentation”, International Journal of Plasticity, Vol.121, pp.280-292, Oct. 2019.