1995 年度実績報告書

非均質構造材料の設計・評価・モデリングへのニューラルネットワークの応用

研究課題

研究課題/領域番号	05302029
研究機関	東京大学
研究代表者	矢川元基東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (40011100)
研究分担者	奥田洋司東京大学, 大学院・工学部研究科, 助教授 (90224154) 吉村忍東京大学, 大学院・工学部研究科, 助教授 (90201053) 邉吾一日本大学, 生産工学部, 教授 (90060079) 福田収一東京都立科学技術大学, 工学部, 教授 (90107095) 中垣通彦九州工業大学, 情報工学部, 教授 (90207720)
キーワード	階層型ニューラルネットワーク / 計算力学 / 破壊力学 / 傾斜機能材料 / 複合材料 / 簡略化モデル / 逆問題 / 欠陥同定
研究概要	非均質材料には、複合材と、均質構造材料を接着・接合・溶接した構造が含まれる。これらに共通する特徴として、構成素材の物性値の差、混合比率、混合法が材料のマクロ性能を決定する制御パラメータとして加わることが挙げられる。このために、その設計、評価、モデリングのあらゆる作業が格段に難しくなる。本研究では、ニューラルネットワークと計算力学シミュレーションを組み合わせた、非均質構造材料に対する高精度かつ高効率の設計・評価・モデリング手法について総合的に研究を行う。最終年度の本年度は、次の研究を行った。(1)従来定式化の困難であった傾斜機能材料の熱弾塑性域における構成則を、ランダム球状粒子分散モデルを仮定したマイクロメカニックスモデル解析とニューラルネットワークを組み合わせて構築した。これを用いて傾斜機能の熱衝撃問題の解析を行った。(2)ニューロ非破壊検査法については、3次元欠陥を電位差法で評価する問題を対象に、3次元き裂部材の自動有限要素法解析と並列処理技術を用いて学習データ作成プロセスの大幅な効率化を達成した。その結果、隣接する3次元複数欠陥のサイズおよび位置を良好な制度で同定できた。また、ニューラルネットワークと並列有限要素法解析コードを組み合わせ超音波非破壊検査システムを構築し、斜め欠陥の同定を行った。(c)分子動力学法において、ニューラルネットワークに原子間力を学習させ、ポテンシャルの精度を維持しながら計算時間の短縮を図った。(d)ニューラルネットワークに基づく逆問題解析手法を繊維強化複合材積層繋梁の固有振動数と振動モードの変化からその損傷位置や程度を同定する問題に適用した。(e)概略形状を4分木を利用して、階層化し、符号化形態表現法を利用してリスト化し、この概略形状と外力の関係から、ニューロを用いてより簡易な力学モデルへと変換した。

研究成果
(6件)

すべてその他

すべて文献書誌 (6件)

[文献書誌] A. Oishi, K. Yamada, S. Yoshimura, G. Yaguwa: "Quantitative Nondestructive Evalnation with Ultrasonic Method using Neural Networks and Computational Mechanics" Computational Mechanics. Vol.15. 521-533 (1995)
[文献書誌] G. Yagawa, A. Matsuda, H. Kawate, S. Yoshimara: "Neural Network Approach to Estimate Stable Crack Growth in Welded Specimens" Int. J. Rres. Ves. & Piping. Vol.63. 303-313 (1995)
[文献書誌] S. Yoshimura, Y. Saito, G. Yagawa: "An Automated Inverse Andlysis System Using Neural Networke and Computational Mechanics with Its Application to ldentification of 3-D Crack Shape Hidden in Solid." 13th Int. Conf. Structural Mechanics in Reactor Technology. Vol.2. 473-478 (1995)
[文献書誌] 青木義男,邉,吾一: "円孔を有する先端複合材料積層板の振動特性" 日本機械学会論文集(A編). Vol.60-No.583. 575-580 (1995)
[文献書誌] M. Nakagaki, R. Kuranari, Y. Shibata, S. Hagihara: "Elastoplastic Crack Andlysis of Thermally Shacked Furctionally Giaded material with Neural Network Application" 1995 ASME/JSME Rressre Vessele & Prping Conf.PuP-Vol.304. 115-120 (1995)
[文献書誌] 大石篤哉、山田勝稔.吉村忍、矢川元基: "EWSネットワークによる動的問題の並列有限要素解析" 日本機械学会論文集(A編). Vol.62-No.593. (1996)

1995 年度 実績報告書

非均質構造材料の設計・評価・モデリングへのニューラルネットワークの応用

研究代表者

矢川 元基 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (40011100)

研究成果

[文献書誌] A. Oishi, K. Yamada, S. Yoshimura, G. Yaguwa: "Quantitative Nondestructive Evalnation with Ultrasonic Method using Neural Networks and Computational Mechanics" Computational Mechanics. Vol.15. 521-533 (1995)

[文献書誌] G. Yagawa, A. Matsuda, H. Kawate, S. Yoshimara: "Neural Network Approach to Estimate Stable Crack Growth in Welded Specimens" Int. J. Rres. Ves. & Piping. Vol.63. 303-313 (1995)

[文献書誌] S. Yoshimura, Y. Saito, G. Yagawa: "An Automated Inverse Andlysis System Using Neural Networke and Computational Mechanics with Its Application to ldentification of 3-D Crack Shape Hidden in Solid." 13th Int. Conf. Structural Mechanics in Reactor Technology. Vol.2. 473-478 (1995)

[文献書誌] 青木義男,邉,吾一: "円孔を有する先端複合材料積層板の振動特性" 日本機械学会論文集(A編). Vol.60-No.583. 575-580 (1995)

[文献書誌] M. Nakagaki, R. Kuranari, Y. Shibata, S. Hagihara: "Elastoplastic Crack Andlysis of Thermally Shacked Furctionally Giaded material with Neural Network Application" 1995 ASME/JSME Rressre Vessele & Prping Conf.PuP-Vol.304. 115-120 (1995)

[文献書誌] 大石篤哉、山田勝稔.吉村 忍、矢川元基: "EWSネットワークによる動的問題の並列有限要素解析" 日本機械学会論文集(A編). Vol.62-No.593. (1996)

1995 年度実績報告書

矢川元基東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (40011100)

[文献書誌] 大石篤哉、山田勝稔.吉村忍、矢川元基: "EWSネットワークによる動的問題の並列有限要素解析" 日本機械学会論文集(A編). Vol.62-No.593. (1996)