研究課題/領域番号 |
16H06059
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研究種目 |
若手研究(A)
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配分区分 | 補助金 |
研究分野 |
機械材料・材料力学
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研究機関 | 東北大学 |
研究代表者 |
青柳 吉輝 東北大学, 工学研究科, 准教授 (70433737)
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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 (2019年度)
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配分額 *注記 |
25,350千円 (直接経費: 19,500千円、間接経費: 5,850千円)
2018年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2017年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2016年度: 17,810千円 (直接経費: 13,700千円、間接経費: 4,110千円)
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キーワード | 繊維強化熱可塑樹脂 / 超微細粒金属材料 / CAE / マルチスケールメカニクス / 降伏関数 / 最先端材料 / マルチスケール / CAEシステム / 力学特性 / 塑性論 / 機械材料・材料力学 / シミュレーション工学 / 構造・機能材料 / ナノ材料 / モデル化 / 力学異方性 / 2軸引張り試験 / 結晶塑性論 / マルチスケールモデリング / SUS316L微細粒鋼 / ポリ乳酸 |
研究成果の概要 |
今後構造用材料として使用される機会が急増する繊維強化熱可塑樹脂や超微細粒金属材料といった最先端材料の変形挙動を高精度に再現するCAE技術を確立した.実験観察から得られる材料の微視構造の情報に基づいて変形挙動を記述する実験的マルチスケールメカニクスに基づき,構造解析用CAEに使用する降伏関数を数値解析的に予測した.解析の結果を実験による組織観察や二軸引張試験の結果と比較することによって,等塑性仕事面の推定制度を向上させた.汎用の構造解析用ソフトウェアに求めた降伏関数を組み込み,CAEによる材料設計から開発,実用までの一連のプロセスをシームレスにつなぐことが可能となった.
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研究成果の学術的意義や社会的意義 |
微視的な変形の素過程に基づいてFRTPやUFGMといった最先端材料の等塑性仕事面を数値解析的に予測し,材料微細組織に基づく大変形問題を解くマルチスケールメカニクスを構築する点に本研究の学術的特色がある.実験的知見をマルチスケールモデリングの体系に強固に組み込んだ実験マルチスケールメカニクスの構築に取り組み,超微細粒FCC材料の降伏点降下現象や焼鈍処理による硬化といった従来の塑性論では表現することのできない現象を初めて表現することができた.このような微視組織は,成形条件や加工処理によって決定されるため,最終的には組織観察のみに基づく,詳細な力学解析も実験も不要な新材料創製支援ツールが開発できる.
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