金属ガラスにおけるせん断帯進展の大規模分子動力学シミュレーション

Large-scale molecular dynamics simulation of shear band propagation in metallic glass

清水 大志 ; 尾方 成信*; Li, J.*

Shimizu, Futoshi; Ogata, Shigenobu*; Li, J.*

多くの金属ガラスが約2%の単軸引張り歪でせん断帯が観測され破断に至ることは、aged-rejuvenation-glue-liquid(ARGL)せん断帯モデル(Acta Mater., 54, 4293)により説明できる。原子数2万の分子動力学(MD)シミュレーション及び熱力学的な分析に基づいて提案された本モデルを直接的に検証するため、2千万原子の大規模MDシミュレーションを行った。金属ガラス内では、数十程度の原子集団がせん断変形する領域(STZ)のクラスタがせん断帯の基点となり得る。外部負荷がARGLモデルにより予測された流動応力を越える場合には、せん断帯先端における応力集中やせん断帯の進展,せん断帯中心部の温度上昇と密度降下が観測された。一方で流動応力以下の外部負荷の場合、せん帯が進展せずSTZクラスタは消散した。これらの結果から、MD計算で捉えられるミクロなダイナミクスによる流動応力がマクロな機械的性質を支配することが確かめられた。

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