| Project/Area Number |
11750083
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Research Field |
Materials/Mechanics of materials
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| Research Institution | Kyushu Institute of Technology |
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Principal Investigator |
呉 亜東 九州工業大学, 情報工学部, 助手 (60304870)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小金丸 正明 福岡県工業技術センター, 研究員
中垣 通彦 九州工業大学, 情報工学部, 教授 (90207720)
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| Project Period (FY) |
2000 – 2001
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2000)
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| Budget Amount *help |
¥2,200,000 (Direct Cost: ¥2,200,000)
Fiscal Year 2000: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 1999: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,300,000)
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| Keywords | 複合材料 / 弾塑性 / 熱挙動 / 理論モデル / 計算力学 / 均質化法 |
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| Research Abstract |
一般にマイクロ繊維分散複合材料の繊維は微小で、繊維の内部歪み・熱膨張率などの状態を歪みケージで測定する事が困難である。そこで本研究では、複合材料の局所領域の応力分布、損傷分布に関する物理的な現象を数値的に解明するため、大規模な有限要素法解析によるメゾ・メカニックス解析とシミュレーションを実施した。さらに、複合材料内部の微視的で複雑な現象とその影響を考慮し、マイクロ繊維分散複合材料に関して新しい構成則モデルを構築した。最終の目的として検証された新しい構成則モデルを用い、マイクロ繊維分散複合材料とそれによる構造物の熱・弾塑性挙動を解析した。
まず従来のモデルを再検討し、従来のモデルの不合理性と適用範囲が限定されている原因を指摘した。平成11年度で構築した局所領域における熱・弾塑性挙動に関する混合モデルを用い、数値計算で複合材料内部、例えば繊維介在相又は母相の平均剛性などを求めた。また実験で得られた結果及びメゾ・メカニックス解析得られた結果と比較し、熱・応力評価における混合モデルの信頼性と適用性を検証した。最終的目標として複合材料の巨視的な熱・弾塑性構成則モデルの構築を完成した。その熱・弾塑性構成則モデルでは以下の内容を取り扱った。(1)従来のモデルが解決できなかった問題、即ち複合材料の局所的な熱・応力分布が繊維分散複合材料の巨視的な熱・弾塑性に及ぼす影響を考慮した。(2)高速度コンピュータによるシミュレーション及び実験結果と比較し、高い精度を持つことを確認した。(3)繊維分散複合材料の微視的で複雑な物理現象と巨視的な熱・弾塑性・損傷挙動を正しく表現できた。この研究の成果を示す手段として、本研究で開発した熱・弾塑性構成則モデルを用い解析した結果を国内外の学会で発表した。最終的には本研究で構築したモデルに基づいて繊維分散複合材料の材料設計者が簡単に使用できるようにプログラミングに作成した。
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