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原子サイズから構造物サイズへのシームレス解析技術の開発

Research Project

Project/Area Number 19656026
Research Category

Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Engineering fundamentals
Research InstitutionOsaka University

Principal Investigator

座古 勝  Osaka University, 名誉教授 (40170831)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 倉敷 哲生  大阪大学, 工学研究科, 准教授 (30294028)
中井 啓晶  大阪大学, 大学院・工学研究科, 助教 (70403152)
Project Period (FY) 2007 – 2009
Project Status Completed (Fiscal Year 2009)
Budget Amount *help
¥2,900,000 (Direct Cost: ¥2,900,000)
Fiscal Year 2009: ¥600,000 (Direct Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2008: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2007: ¥1,500,000 (Direct Cost: ¥1,500,000)
Keywords有限要素法 / シームレス解析 / マルチスケール / ミクロ・マクロ連成 / 電子基板 / 織物複合材料 / マルチスケール解析 / プリント基板 / シームレス / ミクロ構造 / 不確定性 / プログラム開発 / 織物複合材料積層板
Research Abstract

我が国の産業基盤構築に向けて,有機フィルムをベースとした薄膜多層回路技術は,次世代の情報通信機器成立の最重要課題である。構造解析に有限要素法が一般的に適用されているが,実装デバイスの全体寸法(μm~mスケール)と評価すべき部位の寸法(μmスケール以下)の差が著しく,有限要素解析を行うには,要素の大きさはスケールの最も小さな部分に依存するため,領域全体の要素数も膨大な数となり,解析精度を加味すれば適用は困難となる。その解決を図ることが電子部品の高度化に向けて重要である。そこで本研究では,従来まで個々に扱っていた巨視的(マクロ)な機械的性質と微視的(ミクロ)構造の影響を連成させ,シームレスに解析可能とするハイブリッド・マルチスケール解析手法の開発を目的とし,有限要素多段解析手法の定式化ならびにプログラム開発を実施した。
前年度までに開発した損傷力学に基づく有限要素多段解析手法の精度等を検証するため,電子デバイス回路基板に使用される繊維強化複合材料積層板を例に,マルチスケール損傷進展解析を実施した.前年度の研究成果(要素分割の影響や損傷判定基準の考察)を元に,ミクロ構造(強化繊維の縫合形態)がマクロな機械的特性(剛性値や損傷発生・進展挙動)を解析し,ミクロ構造の設計因子がマクロ特性に及ぼす影響を明確にした。さらに,本手法を準連続体力学手法と連結し,シームレス解析を実施すると共に,その有効性を確認した。
さらに,先進複合材料に適用し豊富な実績を有するベルギー・カトリックルーベン大学とマルチスケール解析手法に関する技術交流も実施した。その研究成果について国内外の学会において広く成果発表を実施した.

Report

(3 results)
  • 2009 Annual Research Report
  • 2008 Annual Research Report
  • 2007 Annual Research Report
  • Research Products

    (24 results)

All 2010 2009 2008 2007

All Journal Article (9 results) (of which Peer Reviewed: 9 results) Presentation (15 results)

  • [Journal Article] The Method for Characterizing Mechanical Behaviours of Off-Aixs Woven Fabric Composite by FEM2009

    • Author(s)
      Yuzo Fujita, Tetsusei Kurashiki, Masaru Zako
    • Journal Title

      Proceedings of 17th International Conference on Composite Materials (CD-ROM)

    • Related Report
      2009 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Mechanical Behaviors of Non-Crimp Fabric Composites Based on Multiscale Analysis2009

    • Author(s)
      Tetsusei Kurashiki, Kenta Hamada, Masaru Zako
    • Journal Title

      Proceedings of 17th International Conference on Composite Materials (CD-ROM)

    • Related Report
      2009 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Effect of Uncertain Micro Structure in Woven Fabric Composites on Mechanical Properties2009

    • Author(s)
      Yuzo Fujita, Tetsusei Kurashiki, Masaru Zako
    • Journal Title

      Proc. of 10th International Conference on Structural Safety and Reliability 10

      Pages: 3477-3484

    • Related Report
      2009 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Effect of Fiber Arrangement in Unidirectional FRP on the Mechanical Property2008

    • Author(s)
      Yuzo Fujita
    • Journal Title

      Progress of Composites 2008 in Asia and Australasia

      Pages: 383-386

    • Related Report
      2008 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Study on Numerical Modeling System for Non Crimp Fabric Composites2008

    • Author(s)
      Kenta Hamada
    • Journal Title

      Progress of Composites 2008 in Asia and Australasia

      Pages: 327-329

    • Related Report
      2008 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Damage Development of Non-Crimp Fabric GFRP Laminate under Tensile Loading2008

    • Author(s)
      Shintaro Honda
    • Journal Title

      Progress of Composites 2008 in Asia and Australasia

      Pages: 330-333

    • Related Report
      2008 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A Multi-scale Analysis for an Evaluation of the Mechanical Properties of Composite Materials2007

    • Author(s)
      Makoto IMURA
    • Journal Title

      Advances in Composite Materials and Structures 334

      Pages: 257-260

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Damage development of woven composites based on multi-scale analysis2007

    • Author(s)
      Tetsusei KURASHIKI
    • Journal Title

      Proceedings of 16th International Conference on Composite Materials (CD-ROM)

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Individual modeling of composite materials with superposition method under periodic boundary condition2007

    • Author(s)
      Hiroaki NAKAI
    • Journal Title

      Proceedings of 16th International Conference on Composite Materials (CD-ROM)

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 繊維配置のランダム性を考慮した複合材料の力学的特性評価2010

    • Author(s)
      藤田雄三
    • Organizer
      第1回日本複合材料合同会議
    • Place of Presentation
      京都市
    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] 小標本データを用いた縫合繊維強化複合材料の疲労寿命推定手法に関する研究2010

    • Author(s)
      本多信太郎
    • Organizer
      第1回日本複合材料合同会議
    • Place of Presentation
      京都市
    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] 重合メッシュ法を用いた縫合繊維強化複合材料の有限要素モデリングに関する研究2009

    • Author(s)
      濱田健太
    • Organizer
      日本材料学会JCOM38
    • Place of Presentation
      京都
    • Year and Date
      2009-03-11
    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] 縫合繊維強化複合材料の損傷進展解析に関する研究2009

    • Author(s)
      倉敷哲生
    • Organizer
      日本繊維機械学会 2009年度年次大会
    • Place of Presentation
      大阪市
    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] 縫合繊維強化複合材料の設計因子が引張荷重下での損傷挙動に及ぼす影響2009

    • Author(s)
      本多信太郎
    • Organizer
      日本機械学会M&M2009材料力学カンファレンス
    • Place of Presentation
      札幌市
    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] 非主軸荷重下での織物複合材料のマルチスケール解析手法に関する研究2009

    • Author(s)
      渡部裕樹
    • Organizer
      日本機械学会2009年度年次大会
    • Place of Presentation
      岩手大(盛岡市)
    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] ミクロ構造の不確定性を考慮した繊維強化複合材料の力学的特性評価2008

    • Author(s)
      藤田雄三
    • Organizer
      日本機械学会年次大会
    • Place of Presentation
      横浜
    • Year and Date
      2008-08-05
    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] 開口樹脂部を考慮した縫合繊維強化複合材料の有限要素解析に関する研究2008

    • Author(s)
      濱田健太
    • Organizer
      日本機械学会 年次大会
    • Place of Presentation
      横浜
    • Year and Date
      2008-08-05
    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] A Numerical Simulation of Damage Development for Laminated Woven Fabric Composites2008

    • Author(s)
      Tetsusei KURASHIKI
    • Organizer
      13th European Conference on Composite Materials
    • Place of Presentation
      Stockholm, Sweden
    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] A Proposal of Stress/Strain Analytical Procedure of Textile Compositeswith Stitch by M3 Method2008

    • Author(s)
      Shintaro Honda
    • Organizer
      13th European Conference on Composite Materials
    • Place of Presentation
      Stockholm, Sweden
    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] マルチスケール解析による織物複合材料の力学的特性評価2007

    • Author(s)
      倉敷哲生
    • Organizer
      日本機械学会 第20回計算力学講演会
    • Place of Presentation
      京都
    • Year and Date
      2007-11-26
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] 織り構造をメゾスケールモデルとした織物複合材料の損傷進展解析に関する研究(第2報 マルチスケール解析手法の構築)2007

    • Author(s)
      倉敷哲生
    • Organizer
      日本機械学会 M&M2007材料力学カンファレンス
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2007-10-24
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] Finite Element and Damage modeling in textile composites2007

    • Author(s)
      Masaru ZAKO
    • Organizer
      22th BEM-FEM Conference
    • Place of Presentation
      St-Petersburg (Russia)
    • Year and Date
      2007-09-26
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] A modeling technique of textile composites with individual models by the mesh superposition method2007

    • Author(s)
      Hiroaki NAKAI
    • Organizer
      22th BEM-FEM Conference
    • Place of Presentation
      St-Petersburg (Russia)
    • Year and Date
      2007-09-26
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] A multi-scale analysis for textile composite materials to evaluate the mechanical behaviors2007

    • Author(s)
      Masaru ZAKO
    • Organizer
      ECCOMAS-Composites 2007
    • Place of Presentation
      Portugal
    • Year and Date
      2007-09-12
    • Related Report
      2007 Annual Research Report

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Published: 2007-04-01   Modified: 2016-04-21  

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