| 研究課題/領域番号 |
16H04394
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
構造工学・地震工学・維持管理工学
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| 研究機関 | 名古屋大学 (2018)
東北大学 (2016-2017) |
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研究代表者 |
加藤 準治 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (00594087)
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| 研究分担者 |
高瀬 慎介 八戸工業大学, 大学院工学研究科, 講師 (00748808)
高木 知弘 京都工芸繊維大学, 機械工学系, 教授 (50294260)
京谷 孝史 東北大学, 工学研究科, 教授 (00186347)
寺田 賢二郎 東北大学, 災害科学国際研究所, 教授 (40282678)
吉見 享祐 東北大学, 工学研究科, 教授 (80230803)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2018年度)
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| 配分額 *注記 |
18,200千円 (直接経費: 14,000千円、間接経費: 4,200千円)
2018年度: 6,110千円 (直接経費: 4,700千円、間接経費: 1,410千円)
2017年度: 9,750千円 (直接経費: 7,500千円、間接経費: 2,250千円)
2016年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
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| キーワード | トポロジー最適化 / 結晶性材料 / マルチスケール解析 / 結晶方位 / 異方性 / 靭性 / 結晶構造 / 弾塑性 / 積層造形 / 剛性 / 靭性最 / 熱伝導性能 / 計算力学 / 材料の最適設計 / 金属材料設計 / 多結晶構造 / 3Dプリンター / フェーズフィールド法 / 結晶塑性 |
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| 研究成果の概要 |
金属材料の最も重要な力学的性質は靭性であるがそれは強度や延性と相関関係にある．また，それらの力学的性質を決定付けるものは材料微視構造である結晶構造である．一方で，トポロジー最適化という，構造や材料の力学的性能を最大にするような最適形状をコンピュータで見出す方法がある．本研究は，結晶性材料の設計に役立てるために，トポロジー最適化を導入した新しい設計法の枠組みを開発した．ここでは，剛性や靭性，熱伝導性能を最大にする最適結晶構造を数値的に求める手法を開発し，その有用性を数値実験で確かめた．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
金属材料をはじめとする結晶材料は社会インフラを構成する基盤材料であり，その性能を改善するためにこれまで多くの研究が行われている．しかし，従来の方法はこれまでの実績と経験則に依存する部分が多く，より高度な材料の開発を推進するには限界がある．本研究は，それを改善するためのものであり，今後の先端材料開発における上流側の設計に大きく寄与するものであると考える．
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