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複合鉄鋼組織のイメージベース有限要素モデリングによる延性破壊シミュレーション

研究課題

研究課題/領域番号 25820359
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 構造・機能材料
研究機関独立行政法人物質・材料研究機構

研究代表者

渡邊 育夢  独立行政法人物質・材料研究機構, 元素戦略材料センター, 主任研究員 (20535992)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 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: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2013年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
キーワード構造・機能材料 / 機械材料・材料力学 / モデル化 / シミュレーション工学 / マルチスケール / 金属物性 / イメージベースモデリング / 延性破壊 / 連続体損傷 / 複合組織鋼
研究成果の概要

本研究の目的は,材料組織の変形挙動からマクロ力学特性を評価する数値シミュレーション手法を用いて,引張強度後の剛性低下を含む金属材料の応力-ひずみ関係全体を表現する新たなアプローチを開発することである。特に本研究では,大きく力学特性の異なる複数の相で構成される複合組織鋼を研究対象とし,材料組織の形態を捉えるための有限要素モデリング手法と弾塑性・損傷構成モデルの定式化と計算アルゴリズムを開発した。開発手法を用いて,材料組織の形態が異なる二相材料組織に対して変形シミュレーションを行い,損傷の発生・進展の違いからマクロ応力-ひずみ関係に差が現れることを示した。

報告書

(3件)
  • 2014 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2013 実施状況報告書
  • 研究成果

    (23件)

すべて 2015 2014 2013

すべて 雑誌論文 (9件) (うち査読あり 6件、 謝辞記載あり 5件) 学会発表 (13件) (うち招待講演 6件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Practical application of empirical formulation of the stress concentration factor around equally sized dual spherical cavities to aluminum die cast2015

    • 著者名/発表者名
      Sujit Bidhar, Osamu Kuwazuru, Yoshinori Shiihara, Yoshihiko Hangai, Takao Utsunomiya, Ikumu Watanabe, Nobuhiro Yoshikawa
    • 雑誌名

      Applied Mathematical Modelling

      巻: 30 号: 2 ページ: 881-893

    • DOI

      10.1016/j.apm.2014.07.005

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Empirical formulation of stress concentration factor around an arbitrary-sized spherical dual-cavity system and its application to aluminum die castings2015

    • 著者名/発表者名
      Sujit Bidhar, Osamu Kuwazuru, Yoshinori Shiihara, Takao Utsunomiya, Yoshihiko Hangai, Masaya Nomura, Ikumu Watanabe, Nobuhiro Yoshikawa
    • 雑誌名

      Applied Mathematical Modelling

      巻: 0 ページ: 0-0

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 連続体力学に基づく延性破壊の数値解析手法2015

    • 著者名/発表者名
      渡邊育夢
    • 雑誌名

      鉄と鋼

      巻: 0 ページ: 0-0

    • NAID

      130005094597

    • 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] 降伏点現象の有限ひずみ弾塑性構成モデリング2014

    • 著者名/発表者名
      渡邊育夢, 岩田徳利
    • 雑誌名

      鉄と鋼

      巻: 100 ページ: 1232-1237

    • NAID

      130004696830

    • 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] 構造材料のマルチスケール有限要素モデリング2014

    • 著者名/発表者名
      渡邊育夢
    • 雑誌名

      ふぇらむ

      巻: 19 ページ: 82-87

    • 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] 延性破壊の数値解析手法と空間スケールの階層性2014

    • 著者名/発表者名
      渡邊育夢
    • 雑誌名

      日本鉄鋼協会“鉄鋼材料の組織と延性破壊 研究会”報告書

      巻: 1 ページ: 109-116

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 相内不均一性を考慮した応力/ひずみ局在化挙動と巨視的強度特性の解析2014

    • 著者名/発表者名
      渡邊育夢, 瀬戸山大吾, 岩田徳利
    • 雑誌名

      日本鉄鋼協会“鉄鋼材料の組織と延性破壊 研究会”報告書

      巻: 1 ページ: 146-150

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 有限要素解析による複合組織鋼の力学挙動評価2013

    • 著者名/発表者名
      渡邊育夢, 細川明秀, 堤成一郎
    • 雑誌名

      スマートプロセス学会誌

      巻: 2 ページ: 119-122

    • NAID

      10031174548

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 均質化法の基礎と応用2013

    • 著者名/発表者名
      渡邊育夢
    • 雑誌名

      『計算工学による組織と特性予測技術II 研究会』報告書

      巻: 1 ページ: 81-92

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Application of computational micromechanics to material R&D2015

    • 著者名/発表者名
      Ikumu Watanabe
    • 学会等名
      NU/NIMS Materials Genome Workshop
    • 発表場所
      Evanston, USA
    • 年月日
      2015-03-25
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Maximization of morphological strengthening effect in dual-component microstructure2015

    • 著者名/発表者名
      Ikumu Watanabe
    • 学会等名
      International Symposium on Plasticity
    • 発表場所
      Montego Bay, Jamaica
    • 年月日
      2015-01-04 – 2015-01-08
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Deformation behavior analysis for harmonic structure materials based on multi-scale FEM2014

    • 著者名/発表者名
      Yu Han, Ikumu Watanabe and Kei Ameyama
    • 学会等名
      International Conference on Advances in Materials
    • 発表場所
      上海, 中国
    • 年月日
      2014-12-13 – 2014-12-14
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Morphology optimization of microstructure for dual-component strucural metals2014

    • 著者名/発表者名
      Ikumu Watanabe, Gaku Nakamura and Kohei Yuge
    • 学会等名
      World Congress on Computational Mechanics
    • 発表場所
      Barcelona, Spain
    • 年月日
      2014-07-20 – 2014-07-25
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Friction model in equal channel angular extrusion subjected to back pressure2014

    • 著者名/発表者名
      Vinicius A. de Souza, Ikumu Watanabe and Akira Yanagida
    • 学会等名
      Ikumu Watanabe, Gaku Nakamura and Kohei Yuge
    • 発表場所
      Barcelona, Spain
    • 年月日
      2014-07-20 – 2014-07-25
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Multi-scale finite element modeling in structural materials2014

    • 著者名/発表者名
      Ikumu Watanabe
    • 学会等名
      Seminar series Numerical Mathematics and Mechanics of the University of Cologne and the University of Duisburg-Essen
    • 発表場所
      Essen, Germany
    • 年月日
      2014-07-18
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 現代の錬金術 -元素戦略とMaterials Genome Initiative-2014

    • 著者名/発表者名
      Ikumu Watanabe
    • 学会等名
      Japanese Researchers Crossing in Chicago
    • 発表場所
      Chicago, USA
    • 年月日
      2014-07-06
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Maximization of morphologic strengthening effect of dual component elastoplastic solids2014

    • 著者名/発表者名
      Ikumu Watanabe, Gaku Nakamura and Kohei Yuge
    • 学会等名
      JSME/ASME 2014 International Conference on Materials and Processing
    • 発表場所
      Detroit, USA
    • 年月日
      2014-06-09 – 2014-06-13
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Homogenization analysis based on finite element method at continuum scale2014

    • 著者名/発表者名
      Ikumu Watanabe
    • 学会等名
      NU-NIMS Materials Genome Workshop
    • 発表場所
      Evanston, IL, USA
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 構造材料のマルチスケールモデリング(構造と材料の破壊)2014

    • 著者名/発表者名
      渡邊育夢
    • 学会等名
      ESISM材料創製セミナー
    • 発表場所
      九州大学
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 均質化法による二相鋼のミクロ形態最適化2013

    • 著者名/発表者名
      仲村 岳, 渡邊育夢, 弓削康平
    • 学会等名
      日本機械学会M&M材料力学カンファレンス
    • 発表場所
      岐阜大学
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 二相弾塑性材料の微視形態の影響評価2013

    • 著者名/発表者名
      Bidhar Sujit Kumar, 渡邊育夢
    • 学会等名
      日本機械学会M&M材料力学カンファレンス
    • 発表場所
      岐阜大学
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Morphology Optimization of Microstructure for Dual-Component Structural Metals2013

    • 著者名/発表者名
      Ikumu Watanabe, Gaku Nakamura and Kohei Yuge
    • 学会等名
      12th U.S. National Congress on Computational Mechanics
    • 発表場所
      Raleigh, NC, USA
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [図書] "Maximization of strengthening effect of microscopic morphology in duplex steels" in Advanced Material Modelling: From Creep Damage Mechanics to Homogenization Methods, H. Altembach, D. Okumura and T. Matsuda eds.2015

    • 著者名/発表者名
      Ikumu Watanabe, Gaku Nakamura, Kohei Yuge, Daigo Setoyama and Noritoshi Iwata
    • 総ページ数
      15
    • 出版者
      Springer
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

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公開日: 2014-07-25   更新日: 2019-07-29  

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