| 研究課題/領域番号 |
12J05623
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| 研究種目 |
特別研究員奨励費
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 国内 |
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| 研究分野 |
原子力学
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
水谷 慎 東京大学, 工学系研究科, 特別研究員(DC1)
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| 研究期間 (年度) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2014年度)
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| 配分額 *注記 |
2,700千円 (直接経費: 2,700千円)
2014年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2013年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2012年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
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| キーワード | 粉体-弾性体連成解析 / 粒子法 / DEM / ゴム材料 / 粉体―弾性体連成解析 / 粒子法構造解析 / 線形弾性体 / 粉末成形体 / 粉体解析 / 弾性体解析 / 衝突解析 |
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| 研究実績の概要 |
ゴム材などの弾性体材料の数値解析を行うためには、大変形および非線形を考慮しなければならない。昨年度までの研究では、線形弾性体の構成方程式を用いた解析だった。そこで本研究では、既存の粒子法構造解析手法に非線形構成方程式を導入することで、粒子法に依る大変形・非線形弾性体の数値解析手法の開発を行った。非線形弾性体構成方程式を導入した粒子法構造解析手法の精度検証として、円柱状試験片の一軸引っ張り解析を行った。材料係数の値を変化させながら、引張中の応力ひずみ関係を各モデルによる理論値と比較した。また、疑似非圧縮性を保つためのパラメータの適正な値の範囲を見定めるため、解析中の体積変化率も記録した。いずれの解析でも応力ひずみ関係は理論値とよく一致し、解析を行った範囲ではひずみが約3倍程度まで理論値との一致が見られた。体積変化率も、疑似非圧縮性を保つためのパラメータを適正にとればこれらのひずみの範囲内ではごく小さい変化に収まっていた。また、実在のゴムの挙動と比較するため、非線形弾性体構成方程式に即したゴムの材料係数を同定した。ゴムの一軸引っ張り試験を行い、応力ひずみ関係を取得した。この引っ張り試験結果に最小二乗近似を行う事によって、非線形弾性体構成方程式の材料係数を同定した。この結果を用いた弾性体の一軸引っ張り解析においても、応力ひずみ関係は理論値との良好な一致が見られた。
この粒子法による非線形構造解析に、ゴムと壁面との接触を想定したDEMによる接触解析モデルを導入した。モデルの精度検証のため、ゴムブレードとガラス板の接触実験を行い、同条件で行った数値解析結果との比較を行った。非線形弾性体構成方程式を導入したことによるゴム挙動解析の精度向上が望まれたが、線形および非線形構成方程式の結果に有意な差異が見られず、精度の検証を行うためには実験及び数値解析を行う体系の見直しが必要と考えられる。
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| 現在までの達成度 (段落) |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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