2020 Fiscal Year Research-status Report
Development of multi-scale and multi-physics integrative analysis system for multi-material structures by data assimilation
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18K03849
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| Research Institution | Tokyo City University |
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Principal Investigator |
岸本 喜直 東京都市大学, 理工学部, 准教授 (20581789)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 機械材料・材料力学 / 逆問題 / マルチマテリアル / マルチスケール / マルチフィジックス / データ同化 / 界面剛性 / 界面強度 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
当初の研究実施計画にしたがい，引き続き，本解析システムの適用範囲とシステムを実用化した際の課題を明らかにするため，界面における介在物の影響に関する調査と，ボルトおよび接合部界面の簡略化ノウハウの構築を計画していた．しかしながら，２０２０年度は新型コロナウイルス感染症の影響に伴い，研究室の利用が制限されたため，当該調査に必要な打撃試験と大規模な数値シミュレーションを行うことがほとんどできなかった．そこで，研究施設外でも実施可能な規模の小さい数値シミュレーションを利用して，仮想の数値によるパラメータスタディを行った．界面における介在物の影響の調査については，当初予定していた接合面上にサビを設けた試験片を簡略化したモデルを製作して数値シミュレーションを行った．サビにあたる部分の物性値は文献値を参照した．その結果，サビが発生しているとしたモデルでは，サビが発生していないとしたモデルに比べて，ボルト・ナットの締付力に対するモデル全体の固有振動数は小さかった．すなわち，被締結部材の表面がさびるだけでも明らかにモデル全体の固有振動数が低下する可能性のあることがわかった．ボルトおよび接合部界面の簡略化ノウハウの構築については，ボルト頭部の形状，ボルト孔の有無，ボルト頭部の有無，ボルト軸部の形状に着目し，四種類の簡略化モデルを製作した．これらのモデルを用いた数値シミュレーションの結果から，ボルトの寸法がモデル全体と比較して大きくないことと，接合部界面に生じる圧縮応力分布が大きく異ならないことの二つが満たされれば，簡略化モデルにおいてもモデル全体の固有振動数は簡略化されていないモデルと比較して大差のないことがわかった．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
界面における介在物の影響に関する調査と，ボルトおよび接合部界面の簡略化ノウハウの構築に取り組んだ．研究室の利用が制限されたため，検証および物性値取得のための実験をほとんど実施できなかった．これに代わり，数値シミュレーションによるパラメータスタディを行い，２０２１年度の打撃試験に向けて準備した．
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| Strategy for Future Research Activity |
２０２０年度に実施できなかった打撃試験の再開を予定している．打撃試験の結果をもとに数値シミュレーションの検証と見直しを行うとともに，本研究の総括をする．
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| Causes of Carryover |
２０２０年度は新型コロナウイルス感染症の影響に伴い，研究室の利用が制限されたため，当初予定していた打撃試験を実施することができなかった．２０２０年度の支出は前年度に得られた成果発表に必要な学会参加登録費のみとなった．残額はすべて２０２０年度に実施できなかった打撃試験の遂行に必要な試験器具および試験片材料費に使用する予定である．
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