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均質化理論による連続繊維強化複合材料のクリープ解析とその実験的検討

研究課題

研究課題/領域番号 09450046
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 機械材料・材料力学
研究機関名古屋大学

研究代表者

大野 信忠  名古屋大学, 工学研究科, 教授 (30115539)

研究分担者 琵琶 志朗  名古屋大学, 工学研究科, 講師 (90273466)
水野 衛  名古屋大学, 工学研究科, 助手 (70239250)
呉 旭  応用地質(株), 岩盤技術部, 研究員 (00262858)
研究期間 (年度) 1997 – 1998
研究課題ステータス 完了 (1998年度)
配分額 *注記
2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
1998年度: 2,100千円 (直接経費: 2,100千円)
キーワード複合材料 / クリープ / 均質化理論 / 周期構造
研究概要

1. 周期的内部構造を有する複合材料の時間依存変形に対する均質化理論を定式化した.この結果,擾乱変位速度が時間非依存の弾性成分と時間依存の粘性成分に分離された.また,ひずみ速度と応力速度の巨視的構成式および微視的応力の発展式が導かれた.
2. 上述の理論を一方向連続繊維強化複合材料の横方向クリープ変形および粘塑性変形に適用した.繊維方向の変位に対しては平面ひずみ条件を仮定し,繊維配列としては正方配列と六方配列を考えた.この結果,正方配列では変形挙動の異方性が極めて著しいのに対して六方配列ではほとんど等方的となることが明らかとなった.
3. 周期的内部構造が点対称性を有する場合の擾乱変位場の特性を議論し,擾乱変位はすべての点対称点で零となり,かつ点対称条件を満足することを示した.またこの場合,境界条件として点対称条件を使用することができるから,ユニットセルの一部の領域のみを解析すればよいことを指摘するとともに実例を示した.
4. 本理論を一方向連続繊維強化複合材料の非主軸負荷粘塑性変形に適用した.繊維配列としては六方配列を仮定した.この結果,非主軸角がわずかであっても粘塑性流動応力は大きく減少するが,非主軸角が45度を越えるとあまり変化しないことが明らかとなった.
5. 一方向連続繊維強化ハイブリッド複合材料GLARE2の実験結果を本理論に基づく結果 と比較し,上述の非主軸角依存性が定性的に成り立つことを確かめた.

報告書

(3件)
  • 1998 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1997 実績報告書
  • 研究成果

    (29件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (29件)

  • [文献書誌] 呉 旭: "周期的内部構造を有する複合材料の時間依存変形に対する均質化理論" 日本機械学会論文集 A編. 63.613. 1971-1978 (1997)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Xu Wu: "A Homogenization Theory for Inelastic Behavior of Materials with Periodic Internal Structures" Proceedings of IUTAM Symposium on Micro-and Macrostructural Aspects of Thermoplasticity. 187-196 (1997)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Nobutada Ohno: "Homogenized Properties of Elastic-Viscoplastic Composites with Periodic Internal Structures" Metals and Materials. 4・3. 269-274 (1998)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 大野 信忠: "均質化理論におけるユニットセルの境界条件について" 計算工学講演会論文集. 3・3. 1001-1002 (1998)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 大野 信忠: "長繊維複合材の応力伝達長さに及ぼす母材粘性の影響に関する解析的検討および実験結果との比較" 日本機械学会東海支部第48期総会講演会講演論文集. 993・1. 127-128 (1999)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 松田 哲也: "点対称性を有する周期複合材料の均質化理論における境界条件および弾-粘塑性解析への適用" 日本機械学会東海支部第48期総会講演会講演論文集. 993・1. 351-352 (1999)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Xu Wu: "A Homogenization Theory for Time-Dependent Deformation of Composites with Periodic Internal Structures" International Journal of Solids and Atructures. 36・in print. (1999)

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    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 大野 信忠: "塑性およびクリープ問題への均質化法の適用" 材料. 48・7印刷中. (1999)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Nobutada Ohno: "Homogenized Properties of Elastic-Viscoplastic Composites with Periodic Internal Structures" International Journal of Mechanical Sciences. 41・to appear. (1999)

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      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] X.Wu and N.Ohno: "A Homogenization Theory for Rate-Dependent Deformation of Composites with Periodic Internal Structures (in Japanese)." Transactions of JSME,Ser.A. 63-613. 1971-1978 (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] X.Wu and N.Ohno: "A Homogenization Theory for Inelastic Behavior of Materials with Periodic Internal Structures" Proceedings of IUTAM Symposium on Micro- and Macrostructural Aspects of Thermoplasticity, Elsevier. 187-186 (1997)

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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] N.Ohno and X.Wu: "Homogenized Properties of Elastic-Viscoplastic Composites with Periodic Internal Structures" Metals and Materials. 4-3. 269-274 (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] N.Ohno, T.Matsuda and X.Wu: "On Boundary Conditions for Unit Cells in the Homogenization Method (in Japanese)." Proceeding of the Conference on Computa-tional Engineering and Science. 3-3. 1001-1002 (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] N.Ohno, T.Ando, T.Miyake and S.Biwa: "Effect of Matrix Viscosity on Stress Transfer Length in Unidirectional Composites : Analysis and Comparison with Experiment (in Japanese)." Preprint of JSME. No.993-1. 127-128 (1999)

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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.Matsuda and N.Ohno: "A Homogenization Theory for Periodic Composites with Point-Symmetries : Boundary Condition and Application to Elastic-Viscoplastic Analysis (in Japanese)." Preprint of JSME. No.993-1. 351-352 (1999)

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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] X.Wu and N.Ohno: "A Homogenization Theory for Time-Dependent Deformation of Composites with Periodic Internal" International Journal of Solids and Structures. 36 (in print).(1999)

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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] N.Ohno: "Applications of Homogenization Method to Problems of Creep and Plasticity (in Japanese)." Journal of the Materials Science, Japan. 48 (in print). (1999)

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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] N.Ohno, X.Wu and T.Matsuda: "Homogenized Properties of Elastic-Viscoplastic Composites with Periodic Internal Structures" International Journal of Mechanical Sciences. 41 (to appear).(1999)

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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] 呉 旭: "周期的内部構造を有する複合材料の時間依存変形に対する均質化理論" 日本機械学会論文集(A編). 63・613. 1971-1978 (1997)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Nobutada Ohno: "Homogenized Properties of Elastic-Viscoplastic Composites with Periodic Internal Structures" METALS AND MATERIALS. Vol4・No3. 269-274 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Xu Wu: "A Homogenization Theory for Time-Dependent Deforrmation of Composites with Periodic Internal Structures" JSME International Journal,Series A. Vol41・No3. 309-317 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 大野信忠: "均質化理論におけるユニットセルの境界条件について" 計算工学講演会論文集. Vol3. 1001-1006 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Xu Wu: "A Homogenization Theory for Inelastic Behavior of Materials with Reriodic Internal Structures" Proceedings of the IUTAM Symposium on Micro-and Mocrostructural Aspects of Thermoplasticity. 187-196 (1999)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 大野信忠: "塑性およびクリープ問題への均質化法の適用" 材料. 48・7(掲載予定). (1999)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 松田哲也: "点対称性を有する周期複合材料の均質化理論における境界条件および弾一粘塑性解析への適用" 日本機械学会東海支部 第48期総会講演会講演論文集. 993・1(印刷中). (1999)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] Xu Wu: "A Homogenization Theory for Time-Dependent Nonlinear Composites with Periodic Internal Structures" International Journal of Solids and Structures. 36・(印刷中). (1999)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 呉 旭: "周期的内部構造を有する複合材料の時間依存変形に対する均質化理論" 日本機械学会論文集(A編). 63・613. 1971-1978 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] 呉 旭: "均質化理論による複合材料の弾粘塑性解析" 第41回日本学術会議材料研究連合講演会前刷集. 32-33 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] 大野信忠: "均質化理論におけるユニットセルの周期境界条件について" 日本機械学会東海支部第47期総会講演会講演論文集. 983-1. 107-108 (1998)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書

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公開日: 1998-04-01   更新日: 2016-04-21  

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