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Peridynamicsを用いた脆性材料の動的破壊挙動の評価に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 18K04582
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24020:船舶海洋工学関連
研究機関広島大学

研究代表者

田中 智行  広島大学, 先進理工系科学研究科(工), 准教授 (20452609)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020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: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2019年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2018年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
キーワードPeridynamics / 破壊力学 / 脆性材料 / メッシュフリー/粒子法 / 有限要素法 / 動的破壊 / メッシュフリー法/粒子法 / 動的応力拡大係数 / Fracture Mechanics / Meshfree Method / Dynamic Problem
研究成果の概要

輸送機器や溶接構造物は運用中にき裂や損傷が生じることが多い.それらの損傷が大きくなると大規模な構造破壊が生じる可能性がある.これらの問題を力学および材料面から評価する学問が破壊力学である.一般的な構造に破壊力学を適用する場合,数値解析を用いる方法がある.数値解析では解析対象を高精度にモデル化する必要があるが,き裂や損傷を含むモデル化は容易ではない.本研究では,き裂を含む構造やき裂が生じた構造を高精度にモデル化を行う方法として Peridynamics を用いる.本研究は,Peridynamics を用いた高精度な破壊力学評価に資するものである.

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究を通して,Peridynamics を用いて動的き裂進展現象の評価およびその高精度化を行うことができた.これまで構造解析で用いられてきた有限要素法と比較して,き裂を含む構造のモデル化の自由度が高く,かつ,既存の結果と比較しても遜色ない動的き裂進展挙動を行える数値解析法を構築することができた.

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2021 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 3件、 査読あり 3件)

  • [国際共同研究] ストラスクライド大学(英国)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] ストラスクライド大学(英国)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [雑誌論文] A smoothed variable horizon peridynamics and its application to the fracture parameters evaluation2021

    • 著者名/発表者名
      M. Imachi, T. Takei, M. Ozdemir, S. Tanaka, S. Oterkus, E. Oterkus
    • 雑誌名

      Acta Mechanica

      巻: 232 号: 2 ページ: 533-553

    • DOI

      10.1007/s00707-020-02863-9

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Dynamic crack arrest analysis by ordinary state-based peridynamics2020

    • 著者名/発表者名
      Michiya Imachi, Satoyuki Tanaka, Murat Ozdemir, Tinh Quoc Bui, Selda Oterkus, Erkan Oterkus
    • 雑誌名

      International Journal of Fracture

      巻: 221 号: 2 ページ: 155-169

    • DOI

      10.1007/s10704-019-00416-3

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] A computational approach based on ordinary state-based peridynamics with new transition bond for dynamic fracture analysis2019

    • 著者名/発表者名
      Michiya Imachi, Satoyuki Tanaka, Tinh Quoc Bui, Selda Oterkus, Erkan Oterkus
    • 雑誌名

      Engineering Fracture Mechanics

      巻: 206 ページ: 359-374

    • DOI

      10.1016/j.engfracmech.2018.11.054

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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