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データ同化を援用したマルチマテリアル構造のM・M統合解析システムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 18K03849
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分18010:材料力学および機械材料関連
研究機関東京都市大学

研究代表者

岸本 喜直  東京都市大学, 理工学部, 准教授 (20581789)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2020年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2019年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2018年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード機械材料・材料力学 / 逆問題 / マルチマテリアル / マルチスケール / マルチフィジックス / データ同化 / 界面剛性 / 界面強度
研究成果の概要

当該解析システムの開発を進めるとともに,その解析精度と実用化した際の課題を調べた.打撃試験および通電試験に先立って実施した数値シミュレーションの結果から,試験片の接合部界面における応力分布は固有振動数から同定できることがわかった.一方で,電流密度分布の同定の可能性は電流の流し方に依存することがわかった.また,基礎試験片に対する打撃試験および界面における介在物の影響に関する調査を通じて,本解析システムの解析精度は良好であると判断できた.最後に大規模シミュレーションおよび有限要素モデルの簡略化を検討し,そのノウハウを得た.

研究成果の学術的意義や社会的意義

接合部のすき間が非常に狭く,その場の応力分布などの物理量を直接測定することが困難であることが,接合部の力学現象を再現するための数値シミュレーションを一層難しくしていた.また,計算に考慮しなければならない接合部の寸法に対して,自動車のボデー全体を対象とするような寸法が非常に大きい数値シミュレーションを実行するには計算対象全体と接合部との相互作用に基づくマルチスケールな解析手法に頼らざるを得ない.当該解析システムの開発を進める過程において種々の数値シミュレーションと打撃試験を実施することで前述の課題を解決するための知見を得た.

報告書

(5件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2022 2021 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] 界面の力学に基づいたねじ締結部の剛性シミュレーション2022

    • 著者名/発表者名
      岸本喜直
    • 雑誌名

      自動車技術

      巻: 76 ページ: 50-54

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [雑誌論文] ねじ締結体の剛性評価2021

    • 著者名/発表者名
      岸本喜直
    • 雑誌名

      機械設計

      巻: 65 ページ: 19-23

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [雑誌論文] ねじ締結部界面の剛性を考慮した有限要素法とその検証実験2019

    • 著者名/発表者名
      岸本喜直
    • 雑誌名

      日本ねじ研究協会誌

      巻: 50 ページ: 172-179

    • NAID

      40021951951

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 接合部界面の剛性を考慮した有限要素法による鋼材とコンクリートからなるボルト締結体の振動シミュレーション2019

    • 著者名/発表者名
      岸本喜直, 小林志好, 大塚年久, 小室貫太
    • 雑誌名

      土木学会論文集A2(応用力学)

      巻: 75 号: 2 ページ: I_13-I_24

    • DOI

      10.2208/jscejam.75.2_I_13

    • NAID

      130007795413

    • ISSN
      2185-4661
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Estimation method of interfacial stiffness of bolted joint in multi-material structure by inverse analysis2019

    • 著者名/発表者名
      Yoshinao Kishimoto, Yukiyoshi Kobayashi, Toshihisa Ohtsuka, Akira Matsumoto, Motoi Niizuma
    • 雑誌名

      Mechanical Engineering Journal

      巻: 6 号: 3 ページ: 18-00471-18-00471

    • DOI

      10.1299/mej.18-00471

    • NAID

      130007663719

    • ISSN
      2187-9745
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Interfacial element for finite element modal analysis of bolted joints2021

    • 著者名/発表者名
      Yoshinao Kishimoto, Yukiyoshi Kobayashi, Toshihisa Ohtsuka, Takuya Shinohara, Naoki Jimbo
    • 学会等名
      14th World Congress in Computational Mechanics and ECCOMAS Congress 2020
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ボルト締結と接着を併用した接合体における界面剛性のマルチスケールモデリング2020

    • 著者名/発表者名
      岸本喜直, 小林志好, 大塚年久, 神保直紀, 篠原拓也
    • 学会等名
      日本機械学会2020年度年次大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Inverse problems in interfacial mechanics of multi-material structures2020

    • 著者名/発表者名
      Yoshinao Kishimoto
    • 学会等名
      The 6th Symposium on Theoretical and Applied Mechanics (Kick-Off Symposium of Japan Consortium for Theoretical and Applied Mechanics)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 締結部界面の剛性を考慮した有限要素法によるボルト・ナット締結状態の評価に関する研究(プラスチック板と金属板を締結した場合への適用2019

    • 著者名/発表者名
      岸本喜直, 小林志好, 大塚年久, 松本爽
    • 学会等名
      日本機械学会2019年度年次大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] トンネル天井板におけるボルト締付力の同定に関する研究(解析手法の有効性の検討)2019

    • 著者名/発表者名
      岸本喜直, 小林志好, 大塚年久, 小室貫太
    • 学会等名
      第65回理論応用力学講演会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] マルチマテリアル構造におけるマクロスケールの界面剛性評価に関する研究(界面の輪郭曲線を用いたミクロスケールの有限要素法との比較)2018

    • 著者名/発表者名
      岸本喜直, 小林志好, 大塚年久, 松本爽, 新妻基
    • 学会等名
      日本機械学会 M&M2018材料力学カンファレンス
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 逆解析を援用した複合構造における界面の力学モデルの構築とその応用2018

    • 著者名/発表者名
      岸本喜直
    • 学会等名
      日本機械学会 M&M2018材料力学カンファレンス
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2023-01-30  

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