2007 Fiscal Year Annual Research Report
先端機能材料を用いた機械素子の計算モデリングに関する研究
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18206088
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
都井 裕 The University of Tokyo, 生産技術研究所, 教授 (40133087)
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| Keywords | 先端機能材料 / 機械素子 / 計算モデリング / 形状記憶合金 / 導電性高分子 / 構成方程式 / 有限要素法 / 計算力学 |
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| Research Abstract |
先端機能材料,機械素子の設計支援に対する計算システムを,以下の基本方針の下に開発してした。 (1)多様な先端材料の構成式モデリングを迅速かつ柔軟にインプリメントするためのプラットフォームとして活用されることを念頭に,構成式モデリング部と機械素子解析部とを極力独立ルーチン化した計算システム設計とする。
(2)多様な先端材料への拡張発展性に配慮して一般性の高いモデリング,すなわち熱力学およびマイクロメカニックスに基礎を置く内部状態変数表示の構成式モデリングを行う。
(3)機械素子解析手法としては,弱連成解析(weakly-coupled analysis)法あるいはstaggard法に基づく3次元有限要素解析法とする。
各種の形状記憶合金に対する構成式モデリングを,弱連成解析法に基づくGalerkin型有限要素法にインプリメントすることにより,以下に示す3次元形状記憶合金デバイス設計を支援するための汎用的な計算システムのプロトタイプを開発した。(1)NiTiコンポジットデバイスの超弾性挙動と形状記憶挙動に対する3次元有限要素モデリング(2)FePdデバイスの磁気,超弾性挙動と形状記憶挙動に対する3次元有限要素モデリング(3)Porous NiTiデバイスの多孔質超弾性挙動と形状記憶挙動に対する3次元有限要素モデリング
各種の導電性高分子に対する構成式モデリングを,弱連成解析法に基づくGalerkin型有限要素法にインプリメントすることにより,以下に示す3次元形状記憶合金デバイス設計を支援するための汎用的な計算システムのプロトタイプを開発した。(1)Nafionデバイスの2次元電気化学,3次元力学挙動の有限要素モデリング(2)Flemionデバイスの2次元電気化学,3次元力学挙動の有限要素モデリング(3)PPyデバイスの2次元電気化学,3次元多孔質弾性挙動の有限要素モデリング
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