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材料の強度と破壊に関するメゾスコピックモデルの構築

研究課題

研究課題/領域番号 08044131
研究種目

国際学術研究

配分区分補助金
応募区分共同研究
研究分野 機械材料・材料力学
研究機関東京工業大学

研究代表者

青木 繁  東京工業大学, 大学院・情報理工学研究科, 教授 (90016436)

研究分担者 BUI Huy Duon  エコールポリテクニーク, 国体力学研究所, 教授
YANG Wie  清華大学, 工程力学系, 教授
KNAUSS Wolfg  カリフォルニア工科大学, 研究科, 教授
北川 浩  大坂大学, 大学院・工学研究科, 教授 (30029095)
岸本 喜久雄  東京工業大学, 工学部, 教授 (30111652)
YANG Wei  清華大学, 工程力学系, 教授
HUY Duong BU  エコールポリテクニーク, 固体力学研究所, 所長
WEI YANG  清華大学, 工程力学系, 教授
WOLFGANG KNA  カルフォルニア工科大学, 研究科, 教授
MAIGRE H.  エコールポリテクニーク, 固体力学研究所, 主任研究員
RAVICHANDRAN ジー  カルフォルニア工科大学, 研究科, 教授
ROSAKIS Ares  カルフォルニア工科大学, 研究科, 教授
NAKAMURA Tos  ニューヨーク州立大学, 工学部, 助教授
天谷 賢治  東京工業大学, 大学院・情報理工学研究科, 助手 (70251642)
研究期間 (年度) 1996 – 1998
研究課題ステータス 完了 (1998年度)
配分額 *注記
13,100千円 (直接経費: 13,100千円)
1998年度: 4,900千円 (直接経費: 4,900千円)
1997年度: 4,100千円 (直接経費: 4,100千円)
1996年度: 4,100千円 (直接経費: 4,100千円)
キーワード破壊 / 損傷 / メゾスコピック / 計算機シミュレーション / 不均質材料 / 界面強度 / 分子動力学 / 衝撃破壊
研究概要

本研究は,日米中仏の4ヶ国の研究者の共同研究により実施するのもので,材料の破壊プロセスにおける微視的な内部構造変化について総合的に検討するとともに,それらを踏まえたメゾスコピック材料モデルを構築することを目的とする.すなわち,本研究では,原子レベルならびにナノレベルにおける微視的アプローチ,不均質材料,材料界面,高分子材料,複合材料の損傷・破壊モデルの検討,および,衝撃荷重や環境など外因の影響を踏まえた材料モデルの考察など,種々の立場から,材料モデルの構築を進めるとともに,相互に協力,啓発を行い,それらを統合化した材料の寸法尺度,時間尺度に対する階層構造を的確に捉えたメゾスコピック材料モデルの構築を目指している.
本研究において設定した調査テーマは下記の通りである.
(1)分子動力学法を基礎とする材料モデルの構築,(2)材料の損傷・破壊現象のミクロとマクロメカニクス,(3)界面強度特性とミクロ・マクロ材料モデル,(4)不均質材料の特性発現機構と損傷機構のミクロ・マクロモデル,(5)複合材料の損傷過程とミクロ・マクロモデル,(6)ミクロ構造を考慮した高分子材料モデルの形成とマクロ特性,(7)破壊のプロセスゾーンの損傷モデル,(8)衝撃荷重下における材料の破壊モデル,(9)材料の環境強度に及ぼす電気化学因子のモデル化
また,東京工業大学,カルフォルニア工科大学,エコールポリテクニークにおいて共同研究を実施するとともに,中国,カナダ,アイルランド,ポルトガルにおいて調査研究を実施した.それらの結果,材料の内部微細構造の変化のダイナミクスを多面的に捉えるための分子動力学法,境界要素法,有限要素法などの種々の方法に基づくモデリング手法についての知見が得られた.

報告書

(4件)
  • 1998 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1997 実績報告書
  • 1996 実績報告書
  • 研究成果

    (52件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (52件)

  • [文献書誌] S.AOKI, K.AMAYA ほか: "Identification of Gurson's Material Constansts by Using Kalman Filter" Computational Mechanies. 19. 501-507 (1997)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.AOKI, K.AMAYA: "Boundary Element Analysis of Inverse Prablemsin Corrosion Engineering" Boundary Integral Formulations for Inverse Analysis. 151-170 (1997)

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  • [文献書誌] S.AOKI, K.AMAYA ほか: "Identification of Contact Pressure Distribution on Surface of Crack in Ceramics" International Symposium on Inverse Problems. 51-60 (1998)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.KISHIMOTO ほか: "Fracture Behavior of Silica Particulate Field Epoxide Resin for Semicouductor Packaging" EEP, 25, Workshop on Mechanical Reliability of Polymeric Materials and Plastic Packages IC Devices ASME. 155-182 (1998)

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  • [文献書誌] Wei YANG ほか: "Toughening Mechanisms of Nano-composite Ceramies" Mechanics of Materials. 30. 111-123 (1998)

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  • [文献書誌] T.NAKAMURA ほか: "Effects of Thermal Gradient and Residual Stresseson Thermal Barrier Conting Fracture" Mechanics of Materials. 27. 91-110 (1998)

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  • [文献書誌] G.RAVICHANDRAN ほか: "Mechanical Behaviour of a Hot Pressed Aluminum Nitride under Vniaxial Compression" Journal of Materials Science. 33. 1933-1939 (1998)

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  • [文献書誌] S.Aoki, K.Amaya, M.Sahashi, T.Nakamura: "Identification of Gurson's Materials Constants by Using Kalman Filter" Computational Mechanics. 19. 501-506 (1997)

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  • [文献書誌] S.Aoki, K.Amaya and T.Yahagi: "Identification of Contact Pressure Distribution on Surface of Crack in Ceramics" Int.Symp.on Inverse Prob. (Nagano). 51-60 (1998)

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  • [文献書誌] Shigeru Aoki, Kenji Amaya and Fumihiko Terui: "A New Method for Identifying Elastic/Visco-Plastic Material" Proc.3th WCCM. 82/1-82/5 (1998)

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  • [文献書誌] K.Amaya, S.Aoki, T.Takahashi, M.Uragou and A.Nishikawa: "B.E.Analysis of Galvanic Corrosion of Long Structure Buried in Soil with Gradient Electrical Conductivity" Boundary Element. 19. 789-798 (1997)

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  • [文献書誌] Husaini, M.Notomi, K.Kishimoto and T.Shibuya: "Crak Initiation Behavior of ABS Resin under Mode I and Mixed Mode Loading" Materials Science Research International. 3 [3]. 158-165 (1997)

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  • [文献書誌] K.Kishimoto, M.Notomi, T.Shibuya, N/Kawamura, T/Kawakami: "Fracture Behavior of Silica Filled Epoxy Encapsulants for Semiconductor Packaging" EEP. Vol.25. 155-182 (1998)

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  • [文献書誌] Tiejun Wang and Kikuo Kishimoto: "Asympototic Solutions near the Tip of Rigid Wedge in a Damaged Nonlinear Material" International Conference on Materials and Mechanics. 477-482 (1997)

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  • [文献書誌] T.J.Wang, K.Kishimoto, M.Notomi, M.Ishikawa and T.Shibuya: "Damage and Fracture Behavior of PC/ABS Polymers in Triaxial Stress fields" First Asian-Australasian Conference on Composite Materials (Osaka). 730-1-730-4 (1998)

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  • [文献書誌] H.Inoue, K.Kishimoto and T.Shibuya: "Experimental Wavelet Analysis of Flexural Waves in Beams" Experimental Mechanics. 36 [3]. 212-217 (1996)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] J.Komotori and M.Shimizu: "Microstructural Effect on Fracture Mechanism and Fatigue Life in Extremely Low Cycle Fatigue" (To be presented).

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Akihiro Nakatani and Hiroshi Kitagawa: "Microstructural Aspects of Tensile Deformation in Nano-Crystalline Material - A Molecular Dynamics Study" Symp.on Microstructures and Mechanical Properties of New Engineering Materials. Mie Academic Press.40-47 (1997)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] C.Y.Wang, J.D.Achenbach and S.Hirose: "Two-Demensional Time Domain BEM for Scattering of Elastic Waves in Solids of General Anisotropy" Int.J.Solids Structures. 33 [26]. 3843-3864 (1996)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ting Zhu, Wei Yang: "Fatigue Crack Growth in Ferroelectrics Driven by Cyclic Electric Loading" Mechanics and Physics of Solids. (1998)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Honglai Tan, Wei Yang: "Toughening Mechanisms of Nano-Composite Ceramics" Mechanics of Materials. 30. 111-123 (1998)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Wei Yang, Xiaoyi Wu and Qiang Yang: "Scale Dependence of Dislocation Patterns" Metals and Materials. 4 [4]. 968-972 (1998)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.D.Bui: "Interaction Between the Griffith Crack and a Fluid : Theory of Rehbinder's Effect, Fracture" A topological Encyclopedia of current knowledge. 99-105 (1996)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Maigre and D.Rittel: "Dynamic Fracture Detection Using the Force-Displacement Reciprocity, Application to the Compact Compression Specimen" Int.J.of Fracture. 73. 67-79 (1995)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] D.Rittel, R.Levin and H.Maigre: "The Influence of Mode-Mixity on Dynamic Failure Mode Transitions in Polycarbonate" J.Phys.IV France. 7. 861-866 (1997)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.P.Luong, N.Hoteit: "Breakage Resistance of a Granite Using New Testing Devices" Int.J.of Rock Mech.& Min.Sci.35 [4-5]. (1998)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] G.Qian, T.Nakamura, C.C.Berndt and S.H.Leigh: "Tensile Toughness Test and High Temperature Fracture Analysis of Thermal Barrier Coatings" Acra mater.45 [4]. 1767-1784 (1997)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] G.Qian, T.Nakamura, C.C.Berndt: "Effects of Thermal Gradient and Residual Stresses on Thermal Barrier Coating Fracture" Mechanics of Materials. 27. 91-110 (1998)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.H.Deng and W.G.Knauss: "The Temperature and Frequency Dependence of the Bulk Compliance of Poly (Vinyl Acetate) , A Re-Examination" Mechanics of Time-Dependent Materials. 1. 33-49 (1997)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] H.Lu, X.Zhang and W.G.Knauss: "Uniaxial, Shear, and Poisson Relaxation and Their Conversion to Bulk Relaxation, Studies on Poly (Methyl Methacrylate)" J.of Polymer Science and Engineering. 37 [6]. 1053-1064 (1997)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] G.Subhash, G.Ravichandran: "Mechanical Behavior of a Hot Pressed Aluminum Nitride Under Uniaxial Compression" J.of Materials Science. 33. 1933-1939 (1998)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Weinong Chen and G.Ravichandran: "Dynamic Compressive Failure of a Glass Ceramic under Lathral Confinement" J.Mech.Phys.Solids. 45 [8]. 1303-1328 (1997)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] John Lambros and Ares J.Rosakis: "Development of a Dynamic Decohesion Criterion for Subsonic Fracture of the Interface between two dissimilar materials" Proc.R.Soc.Lond.A. 451. 711-736 (1995)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Ares J.Rosakis, Omprakash Samudrala, Raman P.Singh and A.Shukla: "Intersonic Crack Propagation in Bimaterial Systems" JMPS,Special Volume on "Dynamic Performation and Failure Mechanics of Watericels". (1998)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] S.AOKI,K.AMAYAほか: "Identification of Contact Pressure Distribution on Surface of Crack in Ceramics" International Symposium on Inverse Problems. 51-60 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] K.KISHIMOTOほか: "Frecture Behavior of Silica Particulate Field Epoxide Resin for Semiconductor Packaging" EEP,25,Workshop on Mechanical Reliability of Polymeric Materials and Plastic Pachages of IC Devices ASME. 155-182 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] T.J.WANG,K.KISHIMOTOほか: "Damage and Fracture Behavior of PC/ABS Polymers in Triaxial Stress Fields" First Asian-Australasian Conference on Composite Materials(ACCM-1). 730-1-730-4 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Wei YANG ほか: "Toughening Mechanisms of Nauc-composite Ceramics" Mechanics of Materials. 30. 111-123 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] T.NAKAMURA ほか: "Effects of Thermal Grodient and Residual Stresses on Thermal Barrier Coating Fracture" Mechanics of Materials. 27. 91-110 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] G.RAVICHANDRANほか: "Mechanioal Behaviour of a Hot Pressed Aluminum Nitride under Uniaxial Compression" Journal of Matarials Science. 33. 1933-1939 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] S.AOKI, K.AMAYA ほか: "Identification of Gurson's Material Constants byUsing Kalman Filter" Computational Mechanics. 19・6. 501-507 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] S.AOKI, K.AMAYA: "BoundaryElementAnalysis ofInverseProblems In Corrosion Engineering" BoundaryIntegral Formulations for Inverse Analysis. 151-170 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] S.AOKI, K, AMAYA: "Optimizationof CathodicProtectionSystem by BEM" Engineering Analysiswith Boundary Elements. 19・2. 147-156 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] 井上, 岸本, 青木: "衝撃問題における逆解析" 機械学会論文集(A編). 63・616. 2478-2484 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] T.WANG, K.KISHIMOTO: "Higher OrderSolution oftheNear-Tip Fields fora RigidFlat Inclusion in aDamagedNonlinear Material" Proc.3rdInt.Conf. Fracture&Strengthof Solids. Part2. 361-366 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] K.KISHIMOTO ほか: "FractureBehavior ofABSResionUnderMixed Mode Loading." Proc.3ndInt. Conf.Fracture&Strengthof Solids. Part1. 145-149 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] S.Aoki,Y.Nonoyama,K.Amaya: "BEM Analysis of Toughness Measurement of Crack Propagating with Acceleration and Deceleration" Proc. Boundary Element Method 18,(ed.C.A.Brebbin et.al.). 18. 387-396 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] F.Ma,K.Kishimoto: "A Continuum Interface Debonding Model and Application to Matrix Cracking of Composites" JSME International Journal,Series A. 39. 496-507 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] F.Ma,K.Kishimoto: "On Yielding and Deformation of Dilatant Plastic Material" Localiged Damage IV(ed.H.Nisitani et.al.). 4. 493-500 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] G.Qian,T.Nakamura,C.C.Berdt,S.H.Leigh: "Tensile Toughness Test and High Temporabure Fracbure Analysis of Thermal Barrier Contings" Acta Metallurgia et Materialia.

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] W.Yang,T.Zhu: "Fracbure and Toughening of Ferroelectrics by Domain Switch" XIXth International Congress of Theoretical and Applied Mechanics. 720 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] G.Ravichandran,W.Chen: "An Experimental Technique for Investigating Dynamic Behavior of Ceramic Under Multi-Axial Compression" XIXth International Congress of Theoretical and Applied Mechanics. 753 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書

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公開日: 1996-04-01   更新日: 2016-04-21  

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