2020 Fiscal Year Annual Research Report
Geometric modeling and Monte Carlo simulations for anisotropic and non-linear deformation of polymeric materials
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17K05149
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| Research Institution | Sendai National College of Technology |
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Principal Investigator |
鯉渕 弘資 仙台高等専門学校, その他, 名誉教授 (00178196)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 材料科学 / 異方的変形 / 応力ひずみ線図 / ポリマー材料 / ゴム弾性 / Finsler幾何モデル / Monte Carloシミュレーション |
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| Outline of Annual Research Achievements |
この研究は，(1) コラーゲン（動物の筋肉等）の応力－ひずみ曲線がJ-曲線になる理由，(2) 光照射で変形するLiquid Crystal Elastomer(LCE) 厚膜，(3) 柔らかい物質の外部電磁場による変形現象，をその柱として出発した。H30年度までで，当初の予定の研究は終了し，それらの学術論文への出版も終えた。当初の最終年度H31年（令和元年）度に発表した論文では，(1)に関連する研究として，rubber(ゴム)の変形に対してFinsler Geometry(FG)モデルの考え方を適用し，既に報告されている応力―ひずみ曲線の実験結果が再現されることを示した。ゴムの変形に関しては，当初の計画の中には明示的には書かれていなかったが，ゴムの変形の問題は学問的にも歴史が長くまた応用上も重要な問題であるため，(1)に関連する研究として実施した。この研究に関連し「ひずみ誘起結晶化：Strain Induced Crystallization(SIC)」と呼ばれる現象の直感的なモデリングの方法により，FGモデルの対象とした同じ実験結果を対象に，その計算結果を令和元年度の年度末近くにオープンアクセス論文に投稿し，令和和2年度の初めに出版された。この追加的な研究を実施した理由は，ＦＧモデリングの方法がひずみ誘起結晶化のメカニズムに対しても有効であることを，この直感的なモデルの方法で計算した結果とＦGモデルの結果が同じであることをみて，確認したかったためである。
なお，期間延長願いにも記載のとおり，令和2年度への期間延長の理由はこの論文出版費用を確保するためのものであった。また，上記のとおり当初の計画課題について論文・国際会議発表は令和元年度末までにすべて終えていたため，延長期間中の令和2年度には上記の(1),(2),(3)に関する研究は，この追加の研究以外実施していない。
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