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多孔質材料のマルチスケール確率応力解析および信頼性設計法に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 23760097
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 機械材料・材料力学
研究機関近畿大学 (2012-2014)
島根大学 (2011)

研究代表者

坂田 誠一郎  近畿大学, 理工学部, 准教授 (80325042)

研究期間 (年度) 2011-04-28 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2014年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2013年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2012年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2011年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード確率均質化解析 / マルチスケール確率応力解析 / 多孔質材料 / 信頼性設計 / マルチスケール問題 / 確率応力解析 / 三次元造形法 / 信頼性評価 / 確率均質化 / 光造形法
研究成果の概要

本研究では,先端不均質材料のうち,特に多孔質材料内部の空孔形状や含有率のばらつきの影響を調査し,それを考慮した設計法について研究した.
まず,マルチスケール有限要素法とモンテカルロ法により,想定されるばらつきがみかけの材料特性に及ぼす影響を調査し,当該解析の必要性を示した.また,摂動法を用いた効率的解析法を提案した.加えて,複合材料も含めた一般材料について,非一様なばらつきの場合も解析し,本解析の重要性を示した.さらに実験結果と比較し,解析結果の妥当性を示した.この成果に基づき多孔質材料構造物の信頼性設計法について基礎的検討を行い,本研究で示した微視的ばらつきの影響を考慮する必要性を示した.

報告書

(5件)
  • 2014 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2013 実施状況報告書
  • 2012 実施状況報告書
  • 2011 実施状況報告書
  • 研究成果

    (39件)

すべて 2015 2014 2013 2012 2011

すべて 雑誌論文 (11件) (うち査読あり 6件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (27件) (うち招待講演 2件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Stochastic analysis of laminated composite plate consdering stochastic homogenization problem2015

    • 著者名/発表者名
      S. Sakata, K. Okuda, K. Ikeda
    • 雑誌名

      Frontiers of Structural and Civil Engineering

      巻: 印刷中 号: 2 ページ: 141-153

    • DOI

      10.1007/s11709-014-0286-2

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 摂動法に基づくマルチスケール確率応力解析法を用いた粒子強化複合材料の微視的材料定数変動に対する破壊確率解析2013

    • 著者名/発表者名
      坂田誠一郎,塩谷公紀
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集A編

      巻: 79 ページ: 395-406

    • NAID

      130003374614

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Multiscale Stochastic Stress Analysis of a Porous Material with the Perturbation-Based Stochastic Homogenization Method for a Microscopic Geometrical Random Variation2013

    • 著者名/発表者名
      S. Sakata, F. Ashida. K. Ohsumimoto
    • 雑誌名

      Journal of Computational Science and Technology

      巻: 7 号: 1 ページ: 99-112

    • DOI

      10.1299/jcst.7.99

    • NAID

      130003368071

    • ISSN
      1881-6894
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [雑誌論文] A Multiscale Stochastic Stress Analysis of a Heterogeneous Material considering Nonuniform Microscopic Random Variation2013

    • 著者名/発表者名
      S. Sakata, F. Ashida and K. Ohsumimoto
    • 雑誌名

      Journal of Computational Science and Technology

      巻: 7 号: 2 ページ: 134-147

    • DOI

      10.1299/jcst.7.134

    • NAID

      130003368075

    • ISSN
      1881-6894
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [雑誌論文] 摂動法を用いた粒子強化複合材料の確率均質化逆解析2013

    • 著者名/発表者名
      坂田誠一郎,清水義隆
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集A編

      巻: 79 ページ: 789-801

    • NAID

      130003374663

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Stochastic Homogenization ANalysis of a Porous Material with the Perturbation Method considering a Microscopic Geometrical Random Variation2013

    • 著者名/発表者名
      S. Sakata, F. Ashida and K. Ohsumimoto
    • 雑誌名

      International Journal of Mechanical Sciences

      巻: 77 ページ: 145-154

    • DOI

      10.1016/j.ijmecsci.2013.10.001

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Stochastic Homogenization Analysis of a Particle Reinforced Composite Material using an Approximate Monte-Carlo Simulation with the Weighted Least Square Method2013

    • 著者名/発表者名
      S. Sakata, F. Ashida and D. Iwahashi
    • 雑誌名

      Journal of Computational Science and Technology

      巻: 7 号: 1 ページ: 1-11

    • DOI

      10.1299/jcst.7.1

    • NAID

      130003368064

    • ISSN
      1881-6894
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Stochastic Homogenization Analysis for a Thermoelasitc Problem of a Unidirectional Fiber-Reinforced Composite Material with the Homogenization Theory2013

    • 著者名/発表者名
      S. Sakata, F. Ashida and K. Fujiwara
    • 雑誌名

      Journal of Thermal Stresses

      巻: 36 号: 5 ページ: 405-425

    • DOI

      10.1080/01495739.2013.770359

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Microscopic Failure Probability Analysis of a Unidirectional Fiber Reinforced Composite Material via a Multiscale Stochastic Stress Analysis for a Microscopic Random Variation of an Elastic Property2012

    • 著者名/発表者名
      S. Sakata, F.Ashida and K. Enya
    • 雑誌名

      Computational Materials Science

      巻: 62 ページ: 35-46

    • DOI

      10.1016/j.commatsci.2012.05.008

    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Hierarchical Stochastic Homogenization Analysis of Particle Reinforced Composite Materials considering Non-uniform Distribution of Microscopic Random Quantities2011

    • 著者名/発表者名
      S. Sakata and F. Ashida
    • 雑誌名

      Computational Mechanics

      巻: 48 号: 5 ページ: 529-540

    • DOI

      10.1007/s00466-011-0604-7

    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 非一様な微視的ばらつきを有する短繊維強化複合材料の階層型確率均質化解析2011

    • 著者名/発表者名
      坂田誠一郎・芦田文博・田中龍太
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集A編

      巻: 77 ページ: 1945-1955

    • NAID

      130001423293

    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 逐次摂動法によるGFRPの繊維配置のばらつきに対するマルチスケール確率解析2014

    • 著者名/発表者名
      鳥越到,坂田誠一郎
    • 学会等名
      日本機械学会第27回計算力学講演会
    • 発表場所
      岩手大学(岩手県盛岡市)
    • 年月日
      2014-10-11 – 2014-10-13
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Stochastic analysis of laminates for microscopic random variation2014

    • 著者名/発表者名
      S. Sakata
    • 学会等名
      ACMFMS2014
    • 発表場所
      奈良県新公会堂(奈良県奈良市)
    • 年月日
      2014-10-11 – 2014-10-13
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Inverse stochastic homogenization analysis of particlereinforced composite material considering correlatedrandom variables with function approximation approach2014

    • 著者名/発表者名
      S. Kobayashi and S. Sakata
    • 学会等名
      ACMFMS2014
    • 発表場所
      奈良県新公会堂(奈良県奈良市)
    • 年月日
      2014-10-11 – 2014-10-13
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Multiscale stochastic analysis of unidirectional fiber reinforced composite material considering random fiber arrangement with the perturbation approach2014

    • 著者名/発表者名
      I. Torigoe and S. Sakata,
    • 学会等名
      ACMFMS2014
    • 発表場所
      奈良
    • 年月日
      2014-10-11 – 2014-10-13
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Stochastic analysis on residual deformation of resin structure considering injection molding process2014

    • 著者名/発表者名
      D. Murata and S. Sakata
    • 学会等名
      ACMFMS2014
    • 発表場所
      奈良県新公会堂(奈良県奈良市)
    • 年月日
      2014-10-11 – 2014-10-13
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Multiscale stochastic thermal stress analysis ofunidirectional fiber reinforced composite material with the first order perturbation method using finitedifference approach2014

    • 著者名/発表者名
      A. Imaoku, S. Sakata, T. Kurashiki, H. Mori
    • 学会等名
      ACMFMS2014
    • 発表場所
      奈良県新公会堂(奈良県奈良市)
    • 年月日
      2014-10-11 – 2014-10-13
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Multiscale Stochastic Stress Analysis for randomness of Fiber Arrangement in Fiber Reinforced Composite Material2014

    • 著者名/発表者名
      S. Sakata and I. Torigoe
    • 学会等名
      11thWCCM
    • 発表場所
      バルセロナ(スペイン)
    • 年月日
      2014-07-20 – 2014-07-25
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 一方向繊維強化複合材料のマルチスケール確率熱応力解析2014

    • 著者名/発表者名
      今奥亜希,坂田誠一郎
    • 学会等名
      日本複合材料会議 JCCM-5
    • 発表場所
      キャンパスプラザ京都
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 逐次摂動法を用いた不均質材料の確率均質化・マルチスケール確率応力解析2013

    • 著者名/発表者名
      坂田誠一郎
    • 学会等名
      第18回計算工学講演会
    • 発表場所
      東京大学
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] An Adaptive Strategy for the Stocahsitc Homogenization and the Multiscale Stochastic Stress Analysis2013

    • 著者名/発表者名
      S. Sakata
    • 学会等名
      IUTAM Symposium on Multiscale modeling and uncertainty quantification of materials and structures
    • 発表場所
      Greece, Santorini Island
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 繊維配置のばらつきを考慮した一方向繊維強化複合材料のマルチスケール応力解析2013

    • 著者名/発表者名
      鳥越到,坂田誠一郎
    • 学会等名
      日本機械学会 計算力学部門講演会 CMD2013
    • 発表場所
      佐賀大学
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 素材の材料定数変動に対する積層複合材料のマルチスケール確率熱弾性解析2013

    • 著者名/発表者名
      今奥亜希,坂田誠一郎
    • 学会等名
      日本機械学会 計算力学部門講演会 CMD2013
    • 発表場所
      佐賀大学
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Inverse Stochastic Homogenization Analysis of a Particle Composite Material with a Function Approximation Approach2012

    • 著者名/発表者名
      S. Sakata, F. Ashida and Y. Shimizu
    • 学会等名
      10th World Congress on Computational Mechanics
    • 発表場所
      Hotel Transamerica (ブラジル,サンパウロ)
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] 複数の微視的変動を有する粒子強化複合材料の多項式近似確率均質化逆解析2012

    • 著者名/発表者名
      坂田誠一郎,芦田文博,清水義隆
    • 学会等名
      第17回計算工学講演会
    • 発表場所
      京都教育文化センター(京都府)
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] 非一様な空孔変動を有する多孔質材料のマルチスケール確率応力解析2012

    • 著者名/発表者名
      大住元謙一,坂田誠一郎,芦田文博
    • 学会等名
      第17回計算工学講演会
    • 発表場所
      京都教育文化センター(京都府)
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] 周期的に非一様な微視的ばらつきを有する複合材料の熱弾性特性に 関する確率均質化解析2012

    • 著者名/発表者名
      藤原健一,坂田誠一郎,芦田文博
    • 学会等名
      第17回計算工学講演会
    • 発表場所
      京都教育文化センター(京都府)
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] 光造形法により作製した二次元多孔質材料の確率均質化特性評価2012

    • 著者名/発表者名
      坂田誠一郎
    • 学会等名
      日本機械学会2012年度年次大会
    • 発表場所
      金沢大学(石川県)
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] 微視的ランダム変動を考慮した一方向繊維複合材料の確率熱応力解析2012

    • 著者名/発表者名
      藤原健一,坂田誠一郎,芦田文博
    • 学会等名
      第25回計算力学講演会
    • 発表場所
      神戸ポートアイランド南地区(兵庫県)
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] A Multiscale Stochastic Stress Analysis of a Heterogeneous Material considering Non-uniform Microscopic Random Variation2012

    • 著者名/発表者名
      S. Sakata, F. Ashida and K. Ohsumimoto
    • 学会等名
      International Conputational Mechanics Symposium 2012
    • 発表場所
      神戸ポートアイランド南地区(兵庫県)
    • 関連する報告書
      2012 実施状況報告書
  • [学会発表] 一方向繊維強化複合材料の熱弾性特性の確率均質解析2011

    • 著者名/発表者名
      藤原健一・坂田誠一郎・芦田文博
    • 学会等名
      第16回日本計算工学講演会
    • 発表場所
      東京大学(柏市)
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] 空孔形状のランダム変動を有する多孔質材料の確率均質化解析2011

    • 著者名/発表者名
      大住元謙一・坂田誠一郎・芦田文博
    • 学会等名
      第16回日本計算工学講演会
    • 発表場所
      東京大学(柏市)
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] 摂動法を用いた一方向繊維強化複合材料のマルチスケール確率応力解析2011

    • 著者名/発表者名
      坂田誠一郎・芦田文博
    • 学会等名
      第16回日本計算工学講演会
    • 発表場所
      東京大学(柏市)
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] Stochastic Homogenization and Multiscale Stochastic Stress Analaysis of a Composite Mateiral with an Improved Perturbation-based Approach2011

    • 著者名/発表者名
      S. Sakata and F. Ashida
    • 学会等名
      ASME McMat 2011
    • 発表場所
      Chicago
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] 摂動法を用いた粒子強化複合材料の確率均質化逆解析2011

    • 著者名/発表者名
      清水義隆・坂田誠一郎・芦田文博
    • 学会等名
      日本機械学会M&M2011材料力学カンファレンス
    • 発表場所
      九州工業大学(北九州市)
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] 摂動法による複合材料のマルチスケール確率応力解析の高精度化に関する検討2011

    • 著者名/発表者名
      坂田誠一郎・芦田文博
    • 学会等名
      日本機械学会M&M2011材料力学カンファレンス
    • 発表場所
      九州工業大学(北九州市)
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] 空孔のランダム変動を有する多孔質材料のマルチスケール確率応力解析2011

    • 著者名/発表者名
      大住元謙一・坂田誠一郎・芦田文博
    • 学会等名
      日本機械学会CMD2011計算力学講演会
    • 発表場所
      岡山大学(岡山市)
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [学会発表] 関数近似を用いた複合材料の確率均質化逆解析2011

    • 著者名/発表者名
      坂田誠一郎・芦田文博
    • 学会等名
      日本機械学会CMD2011計算力学講演会
    • 発表場所
      岡山大学(岡山市)
    • 関連する報告書
      2011 実施状況報告書
  • [図書] Multiscale modeling and uncertainty quantification of materials and structures: proceedings of the IUTAM symposium held at Santorini2014

    • 著者名/発表者名
      S. Sakata
    • 総ページ数
      170
    • 出版者
      Springer
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

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公開日: 2011-08-05   更新日: 2019-07-29  

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