• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2017 年度 実績報告書

分子鎖の不安定化・相変化がもたらす高分子材の非可逆応答の評価法の提案とその応用

研究課題

研究課題/領域番号 15K05696
研究機関同志社大学

研究代表者

冨田 佳宏  同志社大学, 研究開発推進機構, 嘱託研究員 (10031147)

研究分担者 高木 知弘  京都工芸繊維大学, 機械工学系, 准教授 (50294260)
屋代 如月  岐阜大学, 工学部, 教授 (50311775)
内田 真  大阪市立大学, 大学院工学研究科, 講師 (90432624)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワード分子鎖網目理論 / 拡張8鎖モデル / ひずみ速度温度依存性構成式 / 変形速度履歴依存性構成式 / 有限要素法 / 均質化法 / 弾性係数増幅因子
研究実績の概要

軽量,高強度でしかも耐久性に優れた高分子材の使途を飛躍的に拡大するために不可欠な高分子材特有の力学的特性ならびに強度の適切な評価をめざし,これまで解決していなかった負荷方向急変時に見られる変形抵抗の特異な変化を表現可能な物理化学的に矛盾しない新たな応答モデルを構築した.これは, 1本の高分子鎖の周囲の分子鎖との相互作用のもとでの変形速度履歴依存性変形応答によりもたらされるもので,負荷方向急変後の鎖方向の小さな変形の変化のもとで,変形の遅れによる分子鎖方向と垂直方向の配向硬化の差によって,分子鎖方向の変形抵抗が急変し,荷重の急変が生じるとしている.新たに提案したモデルは,研究者らが提案している高分子鎖の集合応答を表現可能な粗視化した非アッフィン分子鎖網目モデルとひずみ速度依存性を表現するダッシュポッドから構成される一般化モデルのランジャバンスプリングの弾性応答に,変形速度方向角の変化に依存した変形速度履歴依存性を導入している.
さらに,構築したモデルを用いて,客観的な応力速度とひずみ速度関係を表す構成式の具体的な形式を提示している.引張り圧縮変形に対して、実験的に得られた応答と提案した構成式を用いて予測した応答の比較によって,構成式の妥当性を検証している.3Dに一般化した構成式では,変形速度方向の変化を表す角度に制約を設けて,角度が限界値を超えた場合に変形速度履歴依存性が顕著になるように依存性を表す関数を定義している.これにより,任意の変形中も常に変形速度履歴依存性を考慮するか否かを判断可能となる.これは,弾塑性変形において,降伏局面に尖り点が存在する場合における取扱いと相通じるところがある.有限要素法ならびに均質化法に新たに提案した構成式を導入することによって,複雑な問題の数値シミュレーションを可能としている.

  • 研究成果

    (21件)

すべて 2018 2017

すべて 雑誌論文 (12件) (うち査読あり 12件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 5件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Phase-field lattice Boltzmann simulations of multiple dendrite growth with motion, collision, and coalescence and subsequent grain growth2018

    • 著者名/発表者名
      T. Takaki, R. Sato, R. Rojas, M. Ohno, Y. Shibuta
    • 雑誌名

      Computational Materials Science

      巻: 147 ページ: 124-131

    • 査読あり
  • [雑誌論文] グラファイト層の表面パターンがPP/PEとの接合強度に及ぼす影響:分子動力学による検討2018

    • 著者名/発表者名
      屋代如月,坪井伶以,内藤圭史
    • 雑誌名

      材料

      巻: 67 ページ: 242-248

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Local lattice instability analysis on mode I crack tip in beta-SiC:Characteristics in binary covalent crystal2018

    • 著者名/発表者名
      2)K. Yashiro
    • 雑誌名

      Computational Materials Science

      巻: 147 ページ: 72-80

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Visco-Anisotropic Hyperelastic Finite Element Analysis of Knee Joint Considering Deformation Induced Anisotropy Evolution of Meniscus2017

    • 著者名/発表者名
      Tsuyoshi Eguchi, Yoshihiro Tomita, Koji Yamamoto, Yusuke Morita, Eiji Nakamachi
    • 雑誌名

      ASME International Mechanical Engineering Congress & Exposition2017

      巻: 71224 ページ: 1-7

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of Multi-Scale Thermo-Crystal Plasticity Finite Element Method to Analyze Plastic Deformation of Magnesium Alloy2017

    • 著者名/発表者名
      Sayuki Kashiwagi, Yoshihiro Tomita, Toshihiko Yamaguchi, Koji Yamamoto, Yusuke Morita, Eiji Nakamachi
    • 雑誌名

      ASME International Mechanical Engineering Congress & Exposition2017

      巻: 71151 ページ: 7-12

    • 査読あり
  • [雑誌論文] アクリルアミドハイドロゲルを用いた拡張Flory-Rehner モデルの基礎的検証2017

    • 著者名/発表者名
      奥村大, 清水章司, 伊田翔平, 内田真, 田中展
    • 雑誌名

      計算数理工学論文集

      巻: 17 ページ: 53-58

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Quantitative evaluation of the development of stress and strain fields using digital image correlation and finite element methods2017

    • 著者名/発表者名
      Makoto Uchida, Towa Ueno, Takahiro Abe and Yoshihisa Kaneko
    • 雑誌名

      Advanced Experimental Mechanics

      巻: 2 ページ: 76-81

    • 査読あり
  • [雑誌論文] ポリプロピレン-銅メッシュ複合材料の塑性変形過程における不均一変形の評価2017

    • 著者名/発表者名
      内田真,川本大智,兼子佳久
    • 雑誌名

      塑性と加工

      巻: 58 ページ: 158-165

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Phase-field-lattice Boltzmann studies for dendritic growth with natural convection2017

    • 著者名/発表者名
      T. Takaki, R. Rojas, S. Sakane, M. Ohno, Y. Shibuta, T. Shimokawabe, T. Aoki
    • 雑誌名

      Journal of Crystal Growth

      巻: 474 ページ: 146-153

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Phase-field topology optimization model that removes the curvature effects2017

    • 著者名/発表者名
      T. Takaki, J. Kato,
    • 雑誌名

      Mechanical Engineering Journal

      巻: 4 ページ: 1-12

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ultra-large-scale phase-field simulation study of ideal grain growth2017

    • 著者名/発表者名
      E. Miyoshi, T. Takaki, M. Ohno, Y. Shibuta, S. Sakane, T. Shimokawabe, T. Aoki
    • 雑誌名

      Computational Materials

      巻: 3 ページ: 1-6

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Local lattice instability analysis on mode I crack tip in hcp-Mg:Unstable mode for crack propagation vs. dislocation emission2017

    • 著者名/発表者名
      3)K. Yashiro
    • 雑誌名

      Computational Materials Science

      巻: 131 ページ: 220-229

    • 査読あり
  • [学会発表] Cellular Automaton and Finite Element Hybrid Simulation to Predict Axonal Extension Enhancement of Nerve Cell under Mechanical Stimulation2018

    • 著者名/発表者名
      S. Takeda, Y. Tomita, E. Nakamachi
    • 学会等名
      ASME International Mechanical Engineering Congress & Exposition2018
    • 国際学会
  • [学会発表] Modeling and constitutive equation of strain rate history dependent deformation behavior of rubber2018

    • 著者名/発表者名
      Y.Tomita, M.Uchida
    • 学会等名
      Asia-Pacific Symposium on Engineering Plasticity and its Applications 2018
    • 国際学会
  • [学会発表] 応力集中部からのき裂発生シミュレーションと局所格子不安定解析2018

    • 著者名/発表者名
      屋代如月,西川涼一郎,内藤圭史
    • 学会等名
      TOKAI ENGINEERING COMPLEX2018(TEC18) 第67期総会・講演会
  • [学会発表] Analyses of Biaxial Deformation and Solvent Migration of Polymeric Gels Using Two Scaling Exponents2017

    • 著者名/発表者名
      Dai Okumura, Masahiro Mizutani, Hiro Tanaka and Makoto Uchida
    • 学会等名
      JSME-KSME Joint Symposium on Computational Mechanics & CAE 2017
    • 国際学会
  • [学会発表] クリストバライト粒子充填エポキシ樹脂の力学特性に対する成形条件の影響2017

    • 著者名/発表者名
      足立善英,屋代如月,内藤圭史
    • 学会等名
      第47回繊維学会夏季セミナー
  • [学会発表] 3C-SiC中のモードIき裂の局所格子不安定性解析2017

    • 著者名/発表者名
      屋代如月
    • 学会等名
      日本機械学会 第29回計算力学講演会(CMD2016)
  • [学会発表] 分子動力学法による非晶・結晶PP/PEとグラファイト層界面のはく離・せん断シミュレーション2017

    • 著者名/発表者名
      坪井伶以,村上遥亮,内藤圭史,屋代 如月
    • 学会等名
      第22回分子動力学シンポジウム・第10回マイクロマテリアルシンポジウム
  • [学会発表] Large-scale Phase-field Simulations for Dendrite Solidification on a Supercomputer2017

    • 著者名/発表者名
      T. Takaki, M. Ohno, Y. Shibuta
    • 学会等名
      6th Decennial International Conference on Solidification Processing (SP17)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 2D and 3D phase-field lattice Boltzmann simulations during directional solidification of a binary alloy with natural convection2017

    • 著者名/発表者名
      T. Takaki, S. Sakane, M. Ohno, Y. Shibuta, T. Shimokawabe, and T. Aoki
    • 学会等名
      10th Pacific Rim International Conference on Modeling of Casting and Solidification Processes (MCSP2017)
    • 国際学会

URL: 

公開日: 2018-12-17  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi