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Multi-scale non-destructive simulation using an inverse homogenization method

Research Project

Project/Area Number 24360175
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypePartial Multi-year Fund
Section一般
Research Field Structural engineering/Earthquake engineering/Maintenance management engineering
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

Takashi Kyoya  東北大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (00186347)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) KATO Junji  東北大学, 大学院工学研究科, 准教授 (00594087)
TERADA Kenjiro  東北大学, 災害科学国際研究所, 教授 (40282678)
中畑 和之  愛媛大学, 理工学研究科, 准教授 (20380256)
Co-Investigator(Renkei-kenkyūsha) NAKAHATA Kazuyuki  愛媛大学, 理工学研究科, 准教授 (20380256)
Project Period (FY) 2012-04-01 – 2016-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2015)
Budget Amount *help
¥17,420,000 (Direct Cost: ¥13,400,000、Indirect Cost: ¥4,020,000)
Fiscal Year 2015: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
Fiscal Year 2014: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2013: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
Fiscal Year 2012: ¥11,310,000 (Direct Cost: ¥8,700,000、Indirect Cost: ¥2,610,000)
Keywordsmicro-crack / topology optimization / inverse-homogenization / non-destructive / simulation / マイクロクラック / トポロジー最適化 / 逆均質化法 / 非破壊検査 / シミュレーション / 非破壊検査法 / 波動伝搬解析 / マルチスケール解析
Outline of Final Research Achievements

This research takes numerical approaches; EFIT and the inverse homogenization method using the finite element method; aimed at identifying the distribution of micro-cracks, which cause degradation of, and damage to, structures. The research proposed a series of methods using optimization algorithms to calculate the micro-crack distribution with material stiffness equivalent to that of the given anisotropic material, and examined how well the methods modeled the distribution. While previous studies on non-destructive testing simulation by means of topology optimization are able to identify only a few damaged parts in material, this method is able to reproduce the directions of damaged parts, micro-cracks: this improvement is a step forward in the development of this field.

Report

(5 results)
  • 2015 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2014 Annual Research Report
  • 2013 Annual Research Report
  • 2012 Annual Research Report
  • Research Products

    (14 results)

All 2016 2015 2014 2013 2012

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (10 results)

  • [Journal Article] 逆均質化法を用いたマイクロクラック分布の同定2016

    • Author(s)
      加藤準治,河西亮輔,京谷孝史,寺田賢二郎
    • Journal Title

      土木学会論文集A2(応用力学)

      Volume: 72 Pages: 27-37

    • NAID

      130005138364

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] EFITによる数値実験に基づく均質体表面のひび割れ深さ評価法の提案2014

    • Author(s)
      河西亮輔・加藤準治・中畑和之・京谷孝史・小川淳
    • Journal Title

      土木学会論文集A2 (応用力学)

      Volume: 70 (1) Pages: 10-21

    • NAID

      130004557420

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] EFITによる数値実験に基づく 均質体表面のひび割れ深さ評価法の提案2014

    • Author(s)
      河西亮輔,加藤準治,中畑和之,京谷孝史,小川淳
    • Journal Title

      土木学会論文集

      Volume: accepted

    • NAID

      130004557420

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 複合材料のマクロ構造挙動を考慮したミクロ構造トポロジー最適化2012

    • Author(s)
      加藤準治,寺田賢二郎,京谷孝史
    • Journal Title

      土木学会論文集A2(応用力学)

      Volume: 68 (2)

    • NAID

      130004557268

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 逆均質化法を用いた材料ミクロ組織のひび割れ分布同定2015

    • Author(s)
      加藤準治,河西亮輔,高瀬慎介,京谷孝史,寺田賢二郎
    • Organizer
      土木学会応用力学シンポジウム
    • Place of Presentation
      金沢大学(金沢)
    • Year and Date
      2015-05-16 – 2015-05-17
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 逆均質化法を用いた微細亀裂分布の同定,第18回応用力学シンポジウム2015

    • Author(s)
      加藤準治,河西亮輔,京谷孝史,寺田賢二郎
    • Organizer
      第18回土木学会応用力学シンポジウム
    • Place of Presentation
      金沢大学(石川県・金沢市)
    • Year and Date
      2015-05-16
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] 均質化法を用いた非破壊検査シミュレーションの基礎的検討2014

    • Author(s)
      河西亮輔,加藤準治,高瀬慎介,京谷孝史,寺田賢二郎
    • Organizer
      第19回日本計算工学会講演会
    • Place of Presentation
      広島国際会議場(広島)
    • Year and Date
      2014-06-11 – 2014-06-13
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 均質化法を用いた 非破壊検査シミュレーションの基礎的検討2014

    • Author(s)
      河西亮輔,加藤準治,寺田賢二郎,京谷孝史
    • Organizer
      第19回計算工学講演会
    • Place of Presentation
      広島
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] トンネル覆工コンクリートの弾性波ひび割れ照査に関する数値解析的研究2013

    • Author(s)
      河西亮輔,加藤準治,中畑和之,寺田賢二郎,京谷孝史
    • Organizer
      土木学会東北支部技術研究発表会
    • Place of Presentation
      仙台
    • Year and Date
      2013-03-09
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] 複合材料の分離型マルチスケール解析手法を適用した3次元ミクロ構造トポロジー最適化2013

    • Author(s)
      谷地大舜,加藤準治,寺田賢二郎,京谷孝史
    • Organizer
      土木学会東北支部技術研究発表会
    • Place of Presentation
      仙台
    • Year and Date
      2013-03-09
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] 粒子フィルタによるトンネル覆工の健全度評価に関する研究2013

    • Author(s)
      岩舘礼,河西亮輔,京谷孝史,加藤準治,寺田賢二郎,村上章
    • Organizer
      第18回計算工学講演会
    • Place of Presentation
      東京
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] トンネル覆工コンクリートの 弾性波ひび割れ照査に関する数値解析的研究2013

    • Author(s)
      河西亮輔,加藤準治,中畑和之,寺田賢二郎,京谷孝史
    • Organizer
      平成25年度全国大会 第68回年次学術講演会
    • Place of Presentation
      千葉
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] トンネル覆工コンクリートの弾性波ひび割れ照査に関する数値解析的研究2013

    • Author(s)
      河西亮輔,加藤準治,中畑和之,寺田賢二郎,京谷孝史
    • Organizer
      第62回理論応用力学講演会
    • Place of Presentation
      東京
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] 複合材料の分離型マルチスケール解析手法を適用した3次元ミクロ構造トポロジー最適化2013

    • Author(s)
      谷地大舜,加藤準治,寺田賢二郎,京谷孝史
    • Organizer
      第62回理論応用力学講演会
    • Place of Presentation
      東京
    • Related Report
      2012 Annual Research Report

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Published: 2012-04-24   Modified: 2019-07-29  

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