2012 Fiscal Year Annual Research Report
示量性状態量に着目した機能性材料デバイスに対する有限要素解析手法の開発
| Project/Area Number |
22560063
|
|---|
| Research Institution | Gifu University |
|---|
Principal Investigator |
永井 学志 岐阜大学, 工学部, 准教授 (90334359)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2010-04-01 – 2013-03-31
|
| Keywords | 強誘電材料 / 磁歪材料 / 有限要素法 / 最適化 / 弾塑性問題 |
|---|
| Research Abstract |
本研究では，基本変数を示量性状態量（一般化ひずみや一般化変位）に選ぶことで，機能性材料（電気-機械連成の強誘電材料，あるいは磁気-機械連成の磁歪材料）のシミュレーションに有利となる有限要素解法を開発した．
本年は最終年度であり，以下の項目を実施した．
a) 強誘電体の弾塑性型構成則モデルについて，前年度までは電気-機械の完全連成にまで対応していなかったが，本年度において電気-機械の完全連成まで対応した．さまざまな圧縮応力下での電気的応答を定性的に再現できることを確認した．示量性状態量を基本変数に選んだことで，「金属の数値弾塑性と同じに過ぎない」というフレームワークを提案できた．これにより，開発済みの示量性状態量に基づく線形有限要素解析コードに組み込むことが可能となった．従来，示量性状態量と示強性状態量を混用していたため，強誘電体の材料非線形挙動の再現能力には限界があったが，本研究により，非線形挙動表現の自由度が増えた．
b) 磁歪アクチュエータの構造最適化問題について，一部定式化に誤りがあったので，整理を行った．また，Open-MP並列化により計算時間を短縮し，3次元問題への適用例を増やし，安定的に最適解の1つを探索できることを確認した．本最適化手法は，フェーズフィールド法とレベルセット法の考え方に基づくものである．電気あるいは磁気に関して，示量量を基本変数に選ぶと境界条件の設定が煩雑となるので，定式化も整理した．
|
| Current Status of Research Progress |
Reason
24年度が最終年度であるため、記入しない。
|
| Strategy for Future Research Activity |
24年度が最終年度であるため、記入しない。
|
