2016 Fiscal Year Annual Research Report
Develpment of space-time multiscale fracture model in consideration of environmental factors
| Project/Area Number |
15K13416
|
|---|
| Research Institution | Tohoku University |
|---|
Principal Investigator |
寺田 賢二郎 東北大学, 災害科学国際研究所, 教授 (40282678)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
堤 成一郎 大阪大学, 接合科学研究所, 准教授 (70344702)
村松 眞由 東北大学, 環境科学研究科, 助教 (20609036)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2017-03-31
|
| Keywords | モデル化 / マルチスケール解析 / 土木材料 / 機械材料・材料力学 / 計算物理 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
前年度に行った、A：国際ジャーナル等に掲載された関連研究の文献調査と並行して、学術研究発表会に参加し、時空間マルチスケールモデリングに関する先行研究あるいは類似研究を調査し、既往研究の有無と最新の研究動向の把握し、B：申請者が近年提唱してきた「数値材料試験」の考え方を踏襲して、速い・遅い速度とミクロ・マクロ空間変数との関係の定式化を行った。最終年度には、この定式化した多重物理・時空間マルチスケール問題についてき裂進展／濃度拡散の連成解析手法のプロトタイプを開発した。具体的には、以下の２項目を実施した。
C-1：申請者がこれまで開発してきた、(a) 結晶塑性構成則、(b) 修正結合力クラックモデル、(c) 有限被覆き裂進展解析法を組み合わせて、多結晶構造内の任意き裂進展解析手法 [P1] を定式化し、プログラム実装した。
C-2：構造物の実際の供用環境下では、電気化学反応に伴う腐食作用などにより、剛性や強度／靭性などの物性の経時的変化を次年度に[P1]と組み合わせることを意図して、化学物理連成現象とそれに伴う非定常な物性変化を予測しうる数値シミュレーション手法[P2]を整備した。このとき、腐食の電気化学反応により電子と各種イオンが生成・消失することで濃度流束と電流が生じ、イオン濃度と電場が決定されるという、一連の電気化学連成現象の数理モデルを定式化し、以下の論文の研究に際して開発した拡散問題に対する有限要素解析プログラム（既存）に導入した。
|
