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高機能・構造複合材料の破壊解析

研究課題

研究課題/領域番号 14F04055
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分外国
研究分野 構造工学・地震工学・維持管理工学
研究機関東京工業大学

研究代表者

廣瀬 壮一  東京工業大学, 情報理工学(系)研究科, 教授 (00156712)

研究分担者 BUI TINH  東京工業大学, 情報理工学(系)研究科, 外国人特別研究員
BUI Tinh  東京工業大学, 情報理工学研究科, 外国人特別研究員
研究期間 (年度) 2014-04-25 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
2015年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2014年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
キーワード破壊解析 / モデリング / コンクリート材料 / 有限要素法 / 損傷モデル / 複合材料
研究実績の概要

本研究では高機能・構造複合材料の破壊解析を行った.その内容は大きく2つに分かれる.一つは,圧電材料及び傾斜機能複合材料の破壊モデリングであり,もう一つは高性能コンクリート構造材料の破壊モデリングである.平成26年度は1番目の圧電材料及び傾斜機能複合材料の破壊モデリングに関する研究を実施したが,平成27年度は2番目の高性能コンクリート構造材料を対象として破壊解析を実施した.最近,高性能コンクリートが注目され,ファイバーやファイバーメッシュを付加したコンクリートの開発が行われているが,その破壊メカニズムは十分に解明されていない.コンクリートの破壊解析にはこれまで結合力モデルと呼ばれる破壊モデルがよく用いられるが,このモデルをそのまま新たな高性能コンクリートに適用することはできない.そこで本研究では,局所的自動要素分割機能を持った拡張有限要素法といった新たな破壊解析手法を提案して解析を実施した.解析は2次元および3次元の両方において行われ,静的,準静的のみならず動的条件下においても実施した.さらに,材料の損傷を局所領域に限定する新しい損傷モデルを提案し,コンクリート材料の破壊現象を精度よく再現することに成功した.得られた結果は,「アクティブNDEを取り入れた機能的コンクリート材料・構造物の開発に関する研究」として実施されている科学研究費補助金基盤研究(A)の成果と比較して良い一致を得ることができ,その有用性を確認した.

現在までの達成度 (段落)

27年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

27年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (33件)

すべて 2016 2015 2014 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (22件) (うち国際共著 9件、 査読あり 22件、 謝辞記載あり 20件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 3件、 招待講演 1件)

  • [国際共同研究] University of Siegen(Germany)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [国際共同研究] The University of Danang(ベトナム)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [雑誌論文] Extended isogeometric analysis for dynamic fracture in multiphase piezoelectric/piezomagnetic composites2016

    • 著者名/発表者名
      Tinh Quoc Bui, Sohichi Hirose, Chuanzeng Zhang, Timon Rabczuk, Cheng-Tang Wu, Takahiro Saitoh, Jun Lei
    • 雑誌名

      Mechanics of Materials

      巻: 97 ページ: 135-163

    • DOI

      10.1016/j.mechmat.2016.03.001

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] On the high temperature mechanical behaviors analysis of heated functionally graded plates using FEM and a new third-order shear deformation plate theory2016

    • 著者名/発表者名
      Tinh Quoc Bui, Thom Van Do, Lan Hoang That Ton, Duc Hong Doan, Satoyuki Tanaka, Dat Tien Pham, Thien-An Nguyen-Van, Tiantang Yu, Sohichi Hirose
    • 雑誌名

      Composites Part B

      巻: 92 ページ: 218-241

    • DOI

      10.1016/j.compositesb.2016.02.048

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Analysis of 2-dimensional transient problems for linear elastic and piezoelectric structures using the consecutive-interpolation quadrilateral element (CQ4)2016

    • 著者名/発表者名
      Tinh Quoc Bui, Du Dinh Nguyen, Xiaodong Zhang, Sohichi Hirose, Romesh C. Batra
    • 雑誌名

      European Journal of Mechanics A/Solids

      巻: 58 ページ: 112-130

    • DOI

      10.1016/j.euromechsol.2016.01.010

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] NURBS-based isogeometricanalysis of buckling and free vibration problems for laminated composites plates with complicated cutouts using a new simple FSDT theory and level set method2016

    • 著者名/発表者名
      Tiantang Yu, Shuohui Yin, Tinh Quoc Bui, Shifeng Xia, Satoyuki Tanaka, Sohichi Hirose
    • 雑誌名

      Thin-WalledStructures

      巻: 101 ページ: 141-156

    • DOI

      10.1016/j.tws.2015.12.008

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Numerical studies of an array of equidistant semi-permeable inclined cracks in 2-D piezoelectric strip using distributed dislocation method2016

    • 著者名/発表者名
      Kuldeep Sharma, Tinh Quoc Bui, R.R. Bhargava, Tiantang Yu, Jun Lei, Sohichi Hirose
    • 雑誌名

      International Journal of Solids and Structures

      巻: 80 ページ: 137-145

    • DOI

      10.1016/j.ijsolstr.2015.10.030

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] On the thermal buckling analysis of functionally graded plates with internal defects using extended isogeometric analysis2016

    • 著者名/発表者名
      Tiantang Yu, Tinh Quoc Bui, Shuohui Yin, Duc Hong Doan, C.T. Wu, Thom Van Do, Satoyuki Tanaka
    • 雑誌名

      Composite Structures

      巻: 136 ページ: 684-695

    • DOI

      10.1016/j.compstruct.2015.11.002

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Extended isogeometric dynamic and static fracture analysis for cracks in piezoelectric materials using NURBS2015

    • 著者名/発表者名
      Tinh Quoc Bui
    • 雑誌名

      Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering

      巻: 295 ページ: 470-509

    • DOI

      10.1016/j.cma.2015.07.005

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] An extended consecutive-interpolation quadrilateral element (XCQ4) applied to linear elastic fracture mechanics2015

    • 著者名/発表者名
      Zuoyi Kang, Tinh Quoc Bui, Du Dinh Nguyen, Takahiro Saitoh, Sohichi Hirose
    • 雑誌名

      Acta Mechanica

      巻: 226 号: 12 ページ: 3991-4015

    • DOI

      10.1007/s00707-015-1451-y

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Determination of fracture parameters for interface cracks in transverse isotropic magnetoelectroelastic composites2015

    • 著者名/発表者名
      Jun Lei, Pengbo Sun, and Tinh Quoc Bui
    • 雑誌名

      Curved and Layer. Struct.

      巻: 2 ページ: 271-278

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Analysis of cracked shear deformable plates by an effective meshfree plate formulation2015

    • 著者名/発表者名
      Satoyuki Tanaka, Hirotaka Suzuki, Shota Sadamoto, Michiya Imachi, Tinh Quoc Bui
    • 雑誌名

      Engineering Fracture Mechanics

      巻: 144 ページ: 142-157

    • DOI

      10.1016/j.engfracmech.2015.06.084

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] NUMERICAL MODELLING OF HYDRAULIC FRACTURING IN ROCK MASS BY XFEM2015

    • 著者名/発表者名
      Luyang Shi, Tiantang Yu, and Tinh Quoc Bui
    • 雑誌名

      Soil Mechanics and Foundation Engineering

      巻: 52 号: 2 ページ: 74-83

    • DOI

      10.1007/s11204-015-9309-9

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Buckling failure analysis of cracked functionally graded plates by a stabilized discrete shear gap extended 3-node triangular plate element2015

    • 著者名/発表者名
      P.Liu, Q. T. Bui, D. Zhu, T. T. Yu, J. W. Wang, S. H. Yin, S. Hirose
    • 雑誌名

      Composites Part B

      巻: 77 ページ: 179-193

    • DOI

      10.1016/j.compositesb.2015.03.036

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Transient dynamic interface crack analysis in magnetoelectroelastic bi-materials by a time-domain BEM2015

    • 著者名/発表者名
      J. Lei, Ch. Zhang, Q. T. Bui
    • 雑誌名

      European Journal of Mechanics-A/Solids

      巻: 49 ページ: 146-157

    • DOI

      10.1016/j.euromechsol.2014.07.010

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Numerical simulation of functionally graded cracked plates using NUBRS based XIGA under different loads and boundary conditions2015

    • 著者名/発表者名
      G. Bhardwaj, I. V. Singh, B. K. Mishra, Q. T. Bui
    • 雑誌名

      Composites Structures

      巻: 126 ページ: 347-359

    • DOI

      10.1016/j.compstruct.2015.02.066

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] A simple FSDT-based isogeometric analysis for geometrically nonlinear analysis of functionally graded plates2015

    • 著者名/発表者名
      T. T. Yu, S. H. Yin, Q. T. Bui, S. Hirose
    • 雑誌名

      Finite Element in Analysis and Design

      巻: 96 ページ: 1-10

    • DOI

      10.1016/j.finel.2014.11.003

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] A cutout isogeometric analysis for thin laminated composite plates using level sets2015

    • 著者名/発表者名
      S. H. Yin, T. T. Yu, Q. T. Bui, S. F. Xia, S. Hirose
    • 雑誌名

      Composite Structures

      巻: 127 ページ: 152-164

    • DOI

      10.1016/j.compstruct.2015.03.016

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Geometrically nonlinear analysis of functionally graded plates using isogeometric analysis2015

    • 著者名/発表者名
      S. H. Yin, T. T. Yu, Q. T. Bui, N. M. Nguyen
    • 雑誌名

      Engineering Computations

      巻: 32 号: 2 ページ: 519-558

    • DOI

      10.1108/ec-09-2013-0220

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A stabilized discrete shear gap extended finite element for the analysis of cracked Reissner-Mindlin plate vibration problems involving distorted meshes2015

    • 著者名/発表者名
      T. T. Yu, Q. T. Bui, P. Liu, S. Hirose
    • 雑誌名

      International Journal of Mechanics and Materials in Design

      巻: 印刷中 号: 1 ページ: 85-107

    • DOI

      10.1007/s10999-014-9282-x

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] A fictitious crack XFEM with two new solution algorithms for cohesive crack growth modeling in concrete structures2015

    • 著者名/発表者名
      X. D. Zhang, Q. T. Bui
    • 雑誌名

      Engineering Computations

      巻: 32 号: 2 ページ: 473-497

    • DOI

      10.1108/ec-08-2013-0203

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Interfacial dynamic impermeable cracks analysis in dissimilar piezoelectric materials under coupled electromechanical loading with the extended finite element method2015

    • 著者名/発表者名
      T. T. Yu, Q. T. Bui, P. Liu, Ch. Zhang, S. Hirose
    • 雑誌名

      International Journal of Solids and Structures

      巻: 印刷中

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Isogeometric locking-free plate element: A simple first order shear deformation theory for functionally graded plates2014

    • 著者名/発表者名
      S. H. Yin, J. S. Hale, T. T. Yu, T. Q. Bui, S. P. A. Bordas
    • 雑誌名

      Composite Structures

      巻: 118 ページ: 121-138

    • DOI

      10.1016/j.compstruct.2014.07.028

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Isogeometric analysis for unsaturated flow problems2014

    • 著者名/発表者名
      N. M. Nguyen, Q. T. Bui, T. T. Yu, S. Hirose
    • 雑誌名

      Computers and Geotechnics

      巻: 62 ページ: 257-267

    • DOI

      10.1016/j.compgeo.2014.08.003

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Mathematics meets Computational Mechanics and Engineering2015

    • 著者名/発表者名
      Bui Q. T.
    • 学会等名
      The 4th National Conference on Applied Mathematics
    • 発表場所
      The National Economics University, Hanoi (Vietnam)
    • 年月日
      2015-12-23
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Crack propagation simulation by the XCQ42015

    • 著者名/発表者名
      Kang Z., Bui Q. T. and Hirose S.
    • 学会等名
      3rd International Conference on Computational Design and Engineering
    • 発表場所
      東京大学 (東京都)
    • 年月日
      2015-12-14
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Adaptive multiscale extended FEM using variable-node elements for discontinuities2015

    • 著者名/発表者名
      Bui Q. T. and Hirose S.
    • 学会等名
      National Conference on Computational Engineering
    • 発表場所
      The University of Da Nang, Da Nang (Vietnam)
    • 年月日
      2015-08-03
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Adaptive multi-scale extended finite element method for modeling two- and three-dimensional cracks2015

    • 著者名/発表者名
      Bui Q. and Hirose S.
    • 学会等名
      The 13th U.S. National Congress on Computational Mechanics
    • 発表場所
      San Diego, CA (USA)
    • 年月日
      2015-07-27
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Modeling cracks and material interfaces by an adaptive multiscale local partition of unity enriched finite element method2015

    • 著者名/発表者名
      Bui Q. T. and Hirose S.
    • 学会等名
      Engineering Mechanics Institute Conference
    • 発表場所
      Stanford University, Stanford (USA)
    • 年月日
      2015-06-16
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Extended consecutive-interpolation quadrilateral element for linear elastic fracture problems2015

    • 著者名/発表者名
      Kang Z., Bui Q. T. and Hirose S.
    • 学会等名
      The 18th Applied Mechanics Symposium
    • 発表場所
      金沢大学 (石川県,金沢市)
    • 年月日
      2015-05-16
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Enriched finite element analysis of generalized dynamic fracture parameters in non-homogeneous piezoelectric solids2014

    • 著者名/発表者名
      Q. T. Bui, S. Hirose, Ch. Zhang
    • 学会等名
      日本計算数理工学会フォーラム
    • 発表場所
      東京工業大学(東京都目黒区)
    • 年月日
      2014-09-27
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Transient dynamic crack analysis in multifield coupled smart functional materials by the extended finite element method (XFEM)2014

    • 著者名/発表者名
      Q. T. Bui, Ch. Zhang, S. Hirose
    • 学会等名
      The 5th International Conference on Computational Methods (ICCM2014)
    • 発表場所
      Fitzwilliam College, Cambridge, England (英国)
    • 年月日
      2014-07-28 – 2014-07-30
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Dynamic fracture modeling in multifield coupled composite materials by partition of unity finite element method (X-FEM)2014

    • 著者名/発表者名
      Q. T. Bui, S. Hirose
    • 学会等名
      17th Taiwan-Japan Joint Student Seminar on Earthquake Engineering
    • 発表場所
      聖護院御殿荘(京都府京都市)
    • 年月日
      2014-07-17 – 2014-07-18
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

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公開日: 2015-01-22   更新日: 2024-03-26  

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