| Project/Area Number |
22H04213
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Encouragement of Scientists
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
2140:Mechanics of materials, production engineering, design engineering, fluid engineering, thermal engineering, mechanical dynamics, robotics, and related fields
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| Research Institution | Nagasaki University |
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Principal Investigator |
Sonobe Yohei 長崎大学, 工学研究科, 技術職員
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2023-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥460,000 (Direct Cost: ¥460,000)
Fiscal Year 2022: ¥460,000 (Direct Cost: ¥460,000)
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| Keywords | ３次元き裂 / メッシュフリー体積力法 / き裂進展 / 応力拡大係数 |
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| Outline of Research at the Start |
構造物などの強度評価の際に，有限要素法などの数値解析手法を用いたき裂成長解析が実施されている．き裂の成長量や成長経路を決定するためには，応力拡大係数などの破壊力学パラメータを解析する必要がある．しかし，形状の複雑さやき裂前縁の応力特異性が原因となり，３次元き裂の破壊力学パラメータを高精度解析する場合には，膨大な要素と計算時間を要する．本研究では，仮想境界上に配置した節点だけで応力解析可能なメッシュフリー体積力法を用いた３次元き裂成長解析プログラムを開発する．
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| Outline of Final Research Achievements |
メッシュフリー体積力法を用いた単独の３次元き裂成長挙動の解析手法を提案した．提案手法では，き裂面上の基準点と複数の閉曲線状に配置した節点群の入力データから３次元き裂面を補間し，算出した応力拡大係数などの破壊力学パラメータに基づいて，新たなき裂前縁となる節点群を配置することで，き裂成長を解析する．提案手法を用いて，一様引張を受ける３次元き裂が成長する様子を解析し，有効性を示した．
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
構造物や製品の製造過程や使用中に発生した微小き裂が３次元的に成長し，破壊に至ることも多い．そのため，数値解析を用いて３次元き裂の成長の有無や進行経路を高精度に評価することは重要である．本研究では，メッシュフリー体積力法を用いて，き裂面上の節点の入力データから３次元き裂の成長挙動の解析手法を提案した．き裂面に配置した節点のみで，き裂の成長挙動を解析可能な利点を活かして，合体を伴う複雑なき裂成長解析への応用を目指す．
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