2019 Fiscal Year Annual Research Report
マルチスケール確率応力解析を用いた不均質材料の新たな強度推定法の確立
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16K05995
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| Research Institution | Kindai University |
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Principal Investigator |
坂田 誠一郎 近畿大学, 理工学部, 教授 (80325042)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 複合材料 / マルチスケール確率応力解析 / 多孔質材料 / 材料強度 / 不確定性伝播 / 信頼性設計 / 確率均質化解析 / 微視的ひずみ場計測 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究課題の目的は、複合材料や三次元造形材料などを想定し、これまで主に実験により評価されてきた不均質材料の見かけの強度特性に対し、確率均質化/マルチスケール確率応力解析法を用いた、不均質材料のミクロなばらつきまでを考慮した計算力学的アプローチによる見かけの材料強度推定法の確立である。
これに対し、研究計画は(1)三次元造形材料について複数の幾何学的パラメータを確率変数とする場合への解析手法の拡張、(2)試験片観察による幾何学的パラメータの確率変動の定量化およびそれを用いたモンテカルロシミュレーション、(3) 当初計画で導入した機器による材料の内部構造の微視的観察及び引張り試験における微視構造のその場観察の試行（以上平成28年度実施計画）、(4)三次元造形材料の見かけの強度及び確率特性の実験による定量化、(5)不均一な微視構造の幾何学的確率特性を有する材料に対するマルチスケール応力解析法の開発および多数の微視構造の変動を考慮可能な手法への拡張（以上平成29、30年度実施計画）、(6)対象を複数の素材からなる複合材料に拡張し、解析手法の有効性の検証、および(7)実験における微視的な観察を実施する（以上平成31、32年度実施計画）ものであった。これに対し、(1)(2)については平成31年度（令和元年度）までに順調に進捗し、ASMEのジャーナル及び著名な国際会議等で報告を行っている。また、(5)(6)についても順調に進捗し、ASMEのジャーナル等著名学術誌、著名な国際会議等で成果を報告している。一方、(3)および(7)については、微視構造観察および強度試験を実施し、微視的幾何学パラメータや材料強度の統計特性調査も実施するなど当初計画に対して順調に進んだ一方、一部新たな課題が明らかとなった。なお、(3) (7)についても、進捗内容は著名な国際会議等で成果を報告し現在論文投稿中である。
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