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分子鎖の不安定化・相変化がもたらす高分子材の非可逆応答の評価法の提案とその応用

研究課題

研究課題/領域番号 15K05696
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 機械材料・材料力学
研究機関同志社大学

研究代表者

冨田 佳宏  同志社大学, 研究開発推進機構, 嘱託研究員 (10031147)

研究分担者 高木 知弘  京都工芸繊維大学, 機械工学系, 准教授 (50294260)
屋代 如月  岐阜大学, 工学部, 教授 (50311775)
内田 真  大阪市立大学, 大学院工学研究科, 講師 (90432624)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2017年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2016年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2015年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
キーワード分子鎖網目理論 / 拡張8鎖モデル / ひずみ速度温度依存性構成式 / 変形速度急変時応答 / 弾性定数増幅ファクター / 有限要素法 / 均質化法 / 変形速度履歴依存性構成式 / 弾性係数増幅因子 / 高次有限要素法 / 高次有限要素均質化法
研究成果の概要

高分子材の使途を飛躍的に拡大するために不可欠な高分子材の強度の適切な評価をめざし,未解決の負荷方向急変時に見られる変形抵抗の特異な変化を表現可能な物理化学的に許容できる新たな応答モデルを構築した.これは,分子鎖方向と垂直方向の配向硬化の差によってもたらされる変形速度履歴依存性挙動としてモデル化している.研究者らが提案した非アッフィン分子鎖網目モデルとひずみ速度依存性を表現するダッシュポッドから構成される一般化モデルのランジャバンスプリングの弾性応答に変形速度履歴依存性を導入し一般化している.速度形式の構成式を有限要素法ならびに均質化法に導入し,複雑な問題の数値シミュレーションを可能としている.

報告書

(4件)
  • 2017 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2016 実施状況報告書
  • 2015 実施状況報告書
  • 研究成果

    (52件)

すべて 2018 2017 2016 2015 その他

すべて 雑誌論文 (33件) (うち査読あり 33件、 謝辞記載あり 14件) 学会発表 (15件) (うち国際学会 8件、 招待講演 1件) 備考 (4件)

  • [雑誌論文] Phase-field lattice Boltzmann simulations of multiple dendrite growth with motion, collision, and coalescence and subsequent grain growth2018

    • 著者名/発表者名
      T. Takaki, R. Sato, R. Rojas, M. Ohno, Y. Shibuta
    • 雑誌名

      Computational Materials Science

      巻: 147 ページ: 124-131

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] グラファイト層の表面パターンがPP/PEとの接合強度に及ぼす影響:分子動力学による検討2018

    • 著者名/発表者名
      屋代如月,坪井伶以,内藤圭史
    • 雑誌名

      材料

      巻: 67 ページ: 242-248

    • NAID

      130006386369

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Local lattice instability analysis on mode I crack tip in beta-SiC:Characteristics in binary covalent crystal2018

    • 著者名/発表者名
      2)K. Yashiro
    • 雑誌名

      Computational Materials Science

      巻: 147 ページ: 72-80

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Visco-Anisotropic Hyperelastic Finite Element Analysis of Knee Joint Considering Deformation Induced Anisotropy Evolution of Meniscus2017

    • 著者名/発表者名
      Tsuyoshi Eguchi, Yoshihiro Tomita, Koji Yamamoto, Yusuke Morita, Eiji Nakamachi
    • 雑誌名

      ASME International Mechanical Engineering Congress & Exposition2017

      巻: 71224 ページ: 1-7

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of Multi-Scale Thermo-Crystal Plasticity Finite Element Method to Analyze Plastic Deformation of Magnesium Alloy2017

    • 著者名/発表者名
      Sayuki Kashiwagi, Yoshihiro Tomita, Toshihiko Yamaguchi, Koji Yamamoto, Yusuke Morita, Eiji Nakamachi
    • 雑誌名

      ASME International Mechanical Engineering Congress & Exposition2017

      巻: 71151 ページ: 7-12

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] アクリルアミドハイドロゲルを用いた拡張Flory-Rehner モデルの基礎的検証2017

    • 著者名/発表者名
      奥村大, 清水章司, 伊田翔平, 内田真, 田中展
    • 雑誌名

      計算数理工学論文集

      巻: 17 ページ: 53-58

    • NAID

      120006556219

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Quantitative evaluation of the development of stress and strain fields using digital image correlation and finite element methods2017

    • 著者名/発表者名
      Makoto Uchida, Towa Ueno, Takahiro Abe and Yoshihisa Kaneko
    • 雑誌名

      Advanced Experimental Mechanics

      巻: 2 ページ: 76-81

    • NAID

      130006191195

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] ポリプロピレン-銅メッシュ複合材料の塑性変形過程における不均一変形の評価2017

    • 著者名/発表者名
      内田真,川本大智,兼子佳久
    • 雑誌名

      塑性と加工

      巻: 58 ページ: 158-165

    • NAID

      130005397156

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Phase-field-lattice Boltzmann studies for dendritic growth with natural convection2017

    • 著者名/発表者名
      T. Takaki, R. Rojas, S. Sakane, M. Ohno, Y. Shibuta, T. Shimokawabe, T. Aoki
    • 雑誌名

      Journal of Crystal Growth

      巻: 474 ページ: 146-153

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Phase-field topology optimization model that removes the curvature effects2017

    • 著者名/発表者名
      T. Takaki, J. Kato,
    • 雑誌名

      Mechanical Engineering Journal

      巻: 4 ページ: 1-12

    • NAID

      130006943678

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ultra-large-scale phase-field simulation study of ideal grain growth2017

    • 著者名/発表者名
      E. Miyoshi, T. Takaki, M. Ohno, Y. Shibuta, S. Sakane, T. Shimokawabe, T. Aoki
    • 雑誌名

      Computational Materials

      巻: 3 ページ: 1-6

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Local lattice instability analysis on mode I crack tip in hcp-Mg:Unstable mode for crack propagation vs. dislocation emission2017

    • 著者名/発表者名
      3)K. Yashiro
    • 雑誌名

      Computational Materials Science

      巻: 131 ページ: 220-229

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Biphasic Multi-Scale Analyses of Knee Joint Articular Cartilage and Chondrocyte by Using Visco-Anisotropic Hyperelastic Finite Element Method and Smoothed Particle Hydrodynamics Method2017

    • 著者名/発表者名
      Eiji Nakamachi, Tomohiro Noma, Kaito Nakahara, Yoshihiro Tomita, Yusuke Morita,
    • 雑誌名

      International Journal for Numerical Methods in Biomedical Engineering

      巻: 33

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Stress Evaluation of Articular Cartilage Chondrocyte Cell by Using Multi-scale Finite Element Method and and Smoothed Particle Hydrodynamics Method2017

    • 著者名/発表者名
      K. Nakahara, Y. Tomita, Y. Morita, E. Nakamachi
    • 雑誌名

      Proceedings of the ASME 2016 International Mechanical Engineering Congress & Exposition IMECE2016

      巻: CD ROM ページ: 1-8

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Two-Scale Thermo-crystal Plasticity Finite Element Analysis of Dynamic-Recrystallization Texture Evolution,2017

    • 著者名/発表者名
      Yuhei Ueda, Yu Goto, Toshihiko Yamaguchi, Yoshihiro Tomita, Yusuke Morita, and Eiji Nakamachi,
    • 雑誌名

      Proceedings of the ASME 2016 International Mechanical Engineering Congress & Exposition, IMECE2016

      巻: CD ROM ページ: 1-7

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Numerical testing of quantitative phase-field models with different polynomials for isothermal solidification in binary alloys2017

    • 著者名/発表者名
      M. Ohno, T. Takaki, Y. Shibuta
    • 雑誌名

      Journal of Computational Physics

      巻: 335 ページ: 621-636

    • NAID

      120006606586

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Multiscale Modeling Approach about Degradation of mechanical Poperties for Polymer Material2016

    • 著者名/発表者名
      Masakazu Kudo, Junichi Takahashi, Toshiharu Yamamoto, Makoto Uchida, and Yoshihiro Tomita,
    • 雑誌名

      Plasticity2016

      巻: CD ROM ページ: 1-8

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 結晶性高分子材料の塑性変形に関するマルチスケールシミュレーション2016

    • 著者名/発表者名
      Makoto Uchida
    • 雑誌名

      成形加工

      巻: 29 ページ: 47-51

    • NAID

      130007898909

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Effect of Thermal History on the Microstructure and Inelastic Deformation Behavior of Polypropylene Film2016

    • 著者名/発表者名
      Makoto Uchida, Yousuke Shinno, Hitoshi Asano and Yoshihisa Kaneko
    • 雑誌名

      Proceedings of Asia-Pacific Conference on Fracture and Strength 2016

      巻: CD ROM ページ: 441-442

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 直流電位差法を用いた円管内面局部減肉の推定に関する数値解析2016

    • 著者名/発表者名
      多田直哉,野原学,内田真
    • 雑誌名

      材料

      巻: 66 ページ: 158-165

    • NAID

      130005240471

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Wettability of a polymer film with periodic micro/nano structures by unique microfabrication utilizing stick-slip phenomenon2016

    • 著者名/発表者名
      内藤圭史,堤貴文,山田泰成,屋代如月
    • 雑誌名

      2nd International Pressure Sensitive Adhesive Technoforum (IPSAT 2016)

      巻: CD ROM ページ: 1-7

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Large-scale phase-field studies of three-dimensional dendrite competitive growth at the converging grain boundary during directional solidification of a bicrystal binary alloy2016

    • 著者名/発表者名
      T. Takaki, S. Sakane, M. Ohno, Y. Shibuta, T. Shimokawabe, T. Aoki
    • 雑誌名

      SIJ International

      巻: 56 ページ: 1427-1435

    • NAID

      130005261142

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Two-dimensional phase-field study of competitive grain growth during directional solidification of polycrystalline binary alloy2016

    • 著者名/発表者名
      高木知弘, 大野宗一, 澁田靖, 坂根慎治, 下川辺隆史, 青木尊之
    • 雑誌名

      Journal of Crystal Growth

      巻: 442 ページ: 14-24

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Validation of a novel higher-order multi-phase-field model for grain-growth simulations using anisotropic grain-boundary properties2016

    • 著者名/発表者名
      三好英輔, 高木知弘
    • 雑誌名

      Computational Materials Science

      巻: 112 Part A ページ: 44-51

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Validation of a novel higher-order2016

    • 著者名/発表者名
      E. Miyoshi, T. Takaki,
    • 雑誌名

      Computational Materials Science

      巻: 112 ページ: 44-51

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Molecular dynamics study on atomic elastic stiffness at mode i crack tip in Si: Precursor instability in their eigenvalue before crack propagation2016

    • 著者名/発表者名
      K, Yashiro
    • 雑誌名

      Computational Materials Science

      巻: 112 ページ: 120-127

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of Silica Coupling Agents on Texture Formation and Strengthening for Silica-Filled Rubber2015

    • 著者名/発表者名
      Yoshihiro Tomita, Takenori Honma, and Kisaragi Yashiro
    • 雑誌名

      Key Engineering Materials

      巻: 626 ページ: 40-45

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 結晶性ポリマーの劣化挙動のマルチスケールモデリング2015

    • 著者名/発表者名
      工藤 正和, 高橋 順一, 山本 敏治, 内田 真, 冨田 佳宏
    • 雑誌名

      材料

      巻: 64 ページ: 311-316

    • NAID

      130005064889

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Constitutive equations of rubber based on molecular chain network model and evaluation of deformation behaviors of particle-filled rubbers, Bulletin of the JSME2015

    • 著者名/発表者名
      Yoshihiro Tomita
    • 雑誌名

      Mechanical Engineering Reviews

      巻: 2 ページ: 1-19

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Phase-field Modeling for Dynamic Recrystallization,2015

    • 著者名/発表者名
      T.Takaki, A. Yamanaka, Y. Tomita
    • 雑誌名

      Advanced Structured Materials

      巻: 64 ページ: 441-459

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Computational Simulation of Micro- to Macroscopic Deformation Behavior of Cavitated Rubber Blended Amorphous Polymer Using Second-Order Homogenization Method,2015

    • 著者名/発表者名
      M. Uchida and N. Tada,
    • 雑誌名

      Key Engineering Materials

      巻: 626 ページ: 74-80

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Molecular dynamics simulations on local lattice instability at mode I crack tip in BCC iron2015

    • 著者名/発表者名
      Kisaragi Yashiro, Yuta Tsugawa, Hiroshi Katayama
    • 雑誌名

      Advanced Structured Materials

      巻: 64 ページ: 557-560

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 2次均質化法を用いた多結晶材料の不均一変形挙動の評価2015

    • 著者名/発表者名
      内田真, 兼子佳久
    • 雑誌名

      材料

      巻: 64 ページ: 718-724

    • NAID

      130005098885

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Cellular Automaton and Finite Element Hybrid Simulation to Predict Axonal Extension Enhancement of Nerve Cell under Mechanical Stimulation2018

    • 著者名/発表者名
      S. Takeda, Y. Tomita, E. Nakamachi
    • 学会等名
      ASME International Mechanical Engineering Congress & Exposition2018
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Modeling and constitutive equation of strain rate history dependent deformation behavior of rubber2018

    • 著者名/発表者名
      Y.Tomita, M.Uchida
    • 学会等名
      Asia-Pacific Symposium on Engineering Plasticity and its Applications 2018
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 応力集中部からのき裂発生シミュレーションと局所格子不安定解析2018

    • 著者名/発表者名
      屋代如月,西川涼一郎,内藤圭史
    • 学会等名
      TOKAI ENGINEERING COMPLEX2018(TEC18) 第67期総会・講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Analyses of Biaxial Deformation and Solvent Migration of Polymeric Gels Using Two Scaling Exponents2017

    • 著者名/発表者名
      Dai Okumura, Masahiro Mizutani, Hiro Tanaka and Makoto Uchida
    • 学会等名
      JSME-KSME Joint Symposium on Computational Mechanics & CAE 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] クリストバライト粒子充填エポキシ樹脂の力学特性に対する成形条件の影響2017

    • 著者名/発表者名
      足立善英,屋代如月,内藤圭史
    • 学会等名
      第47回繊維学会夏季セミナー
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 3C-SiC中のモードIき裂の局所格子不安定性解析2017

    • 著者名/発表者名
      屋代如月
    • 学会等名
      日本機械学会 第29回計算力学講演会(CMD2016)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 分子動力学法による非晶・結晶PP/PEとグラファイト層界面のはく離・せん断シミュレーション2017

    • 著者名/発表者名
      坪井伶以,村上遥亮,内藤圭史,屋代 如月
    • 学会等名
      第22回分子動力学シンポジウム・第10回マイクロマテリアルシンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Large-scale Phase-field Simulations for Dendrite Solidification on a Supercomputer2017

    • 著者名/発表者名
      T. Takaki, M. Ohno, Y. Shibuta
    • 学会等名
      6th Decennial International Conference on Solidification Processing (SP17)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 2D and 3D phase-field lattice Boltzmann simulations during directional solidification of a binary alloy with natural convection2017

    • 著者名/発表者名
      T. Takaki, S. Sakane, M. Ohno, Y. Shibuta, T. Shimokawabe, and T. Aoki
    • 学会等名
      10th Pacific Rim International Conference on Modeling of Casting and Solidification Processes (MCSP2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Effect of Particles Filling on Texture Formation and Strengthening for Rubb2016

    • 著者名/発表者名
      Yoshihiro Tomita and Makoto Uchida
    • 学会等名
      Thirteenth Asia-Pacific Symposium on Engineering Plasticity and Its Applications, AEPA 20
    • 発表場所
      Hiroshima
    • 年月日
      2016-12-04
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ポリエチレン/グラファイト界面のはく離強度:界面凹凸の影響2016

    • 著者名/発表者名
      屋代如月,堀広志,内藤圭史
    • 学会等名
      マルチスケール材料力学シンポジウム(第21回分子動力学シンポジウム・第9回マイクロマテリアルシンポジウム)
    • 発表場所
      富山大学
    • 年月日
      2016-05-27
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 表面凹凸をつけたFeの摩擦シミュレーション:摩擦表面から離れたところに発生する不安定領域2016

    • 著者名/発表者名
      寺田稜,屋代如月,内藤圭史
    • 学会等名
      マルチスケール材料力学シンポジウム(第21回分子動力学シンポジウム・第9回マイクロマテリアルシンポジウム)
    • 発表場所
      富山大学
    • 年月日
      2016-05-27
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Nonlocal multiscale modeling of elastic viscoplastic deformation behavior of polymeric material having microscopic heterogeneity2016

    • 著者名/発表者名
      Makoto Uchida
    • 学会等名
      4th NU-NIMS Materials Genome Workshop
    • 発表場所
      Chicago, USA
    • 年月日
      2016-03-24
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] MULTISCALE MODELING APPROCH ABOUT DEGRADATION OF MECHANICAL PROPERTIES FOR POLYMER MATERIAL2016

    • 著者名/発表者名
      Masakazu Kudo, Junichi Takahashi, Toshiharu Yamamoto, Makoto Uchida, and Yoshihiro Tomita
    • 学会等名
      International Symposium on Plasticity2016 and Its Current Applications,
    • 発表場所
      Sheraton Kona Resort and Spa, Keauhou Bay, Hawaii
    • 年月日
      2016-01-03
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ゴムの負荷方向急変時の応答のモデル化と構成式2015

    • 著者名/発表者名
      冨田佳宏
    • 学会等名
      日本機械学会第28回計算力学部門講演会
    • 発表場所
      横浜国大
    • 年月日
      2015-10-10
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [備考] 内田 真(ウチダ マコト)

    • URL

      http://rdbsv02.osaka-cu.ac.jp/profile/ja.D0f34HnguzJn0csqvt27Gg==.html

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [備考] 屋代 如月 (ヤシロ キサラギ)

    • URL

      https://aris2.gifu-u.ac.jp/profile/ja.w75w96.html

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [備考] 高木知弘 (TAKAKI TOMOHIRO)

    • URL

      http://www.cis.kit.ac.jp/~takaki/index-jp.html

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [備考] Yoshihiro Tomita

    • URL

      http://scholar.google.com/citations?user=tHqQPeEAAAAJ&hl=en

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2019-03-29  

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