| 研究課題/領域番号 |
18H03811
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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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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| 審査区分 |
中区分24:航空宇宙工学、船舶海洋工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
柴沼 一樹 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (30611826)
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| 研究分担者 |
鈴木 克幸 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (10235939)
川畑 友弥 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (50746815)
三目 直登 筑波大学, システム情報系, 助教 (10808083)
森田 直樹 筑波大学, システム情報系, 助教 (20789010)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
44,070千円 (直接経費: 33,900千円、間接経費: 10,170千円)
2021年度: 9,880千円 (直接経費: 7,600千円、間接経費: 2,280千円)
2020年度: 10,920千円 (直接経費: 8,400千円、間接経費: 2,520千円)
2019年度: 10,920千円 (直接経費: 8,400千円、間接経費: 2,520千円)
2018年度: 12,350千円 (直接経費: 9,500千円、間接経費: 2,850千円)
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| キーワード | 破壊力学 / 脆性破壊 / 高速亀裂伝播 / アレスト / 有限要素法 / 重合メッシュ法 / アレスト設計 / 設計 |
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| 研究成果の概要 |
本研究では、大型構造物における脆性亀裂伝播停止性能評価の一般化に向けた研究として、(1) 継手等の複雑な構造因子が亀裂伝播に与える影響の解明、(2) 局所限界破壊応力理論を実装した数値解析手法の開発、を行った。構造不連続を含む継手構造に対し、高速度カメラ計測拡張有限要素法による数値解析を行った結果、構造因子によるアレスト性能向上効果が極めて高いことが明らかとなった。さらに、実用性の高い構造設計手法の確立に向けて重合メッシュに基づく高速亀裂伝播モデルを開発した結果、提案手法は極めて高い精度と計算効率の両立を達成した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究の成果により、大規模構造体における最も危険な損傷形態である「脆性亀裂伝播」に対して、全く新しいアプローチによる制御方法への道が開かれた。それは脆性亀裂アレスト設計の対象をアレスト靭性という単一の材料特性のみから構造体全体のアレスト性能へと拡張し、さらにそのアレスト性能を最大化するための数値シミュレーションによる構造設計によって実現可能できると考えられる。本研究の成果はその新たな設計コンセプトの基盤であり、高い学術的・社会的意義を有する。
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