| 研究課題/領域番号 |
15K05778
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| 研究機関 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 |
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研究代表者 |
中住 昭吾 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 主任研究員 (70450666)
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| 研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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| キーワード | 非破壊検査 / 有限要素法 / 逆問題 / 損傷 / 複素関数 / 診断 / き裂 / 欠陥 |
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| 研究実績の概要 |
本研究課題で磁場解析方法の中心となる拡張型有限要素法（XFEM）は，従来型の有限要素法（FEM）を発展させ，あらかじめ解の局所的特性が既知となるような問題に対し，それを表す関数を解の近似公式に入れ込む解法であり，これにより解析のための準備データであるFEMメッシュにき裂などの複雑形状をモデル化することが不必要となり運用面で解析の自由度が向上することを期待するものである．
これまで本研究課題では「表面」「内部」「屈曲」「曲線」の４種類の欠陥について取り組んできた．これらを等角写像の観点から理論的・体形的に整理を行い，解析精度に与える影響を把握することができた．曲線型の欠陥については，数値積分を実行する際に精度が低下する可能性があることがわかってきており，その回避方法が今後の課題だと考えている．また内部欠陥については良好な結果が得られたが，メッシュが詳細になるにつれ表面型欠陥の結合型と同等の効果となることがわかってきており，よってメッシュが粗い領域がこの手法の有効な適用先になると思われる．
また，このエンリッチ関数の効果を用いて解析精度を向上させるという発想の応用展開を探った．新たに集中荷重を受ける弾性体への適用可能性について検討を行った．すなわち「集中荷重を受ける弾性体」の変位場には理論解が存在することを利用し，これをエンリッチ関数に用いたXFEM解析手法について取り組んだ．現在，き裂先端では変位が無限大になることが解析上の障害になっており，その解析の安定化方法に取り組んでいる．
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
本研究課題で取り組んだ「内部欠陥」型の磁場解析手法について，厳密な精度評価を実施した結果，従来型のFEMとの比較で解析精度の大幅な向上，及びメッシュ粗密の変化に対する優れた安定性があることを示すことができた．現在，論文にまとめ投稿中の段階である．
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| 今後の研究の推進方策 |
目指すべき方向性の一つは引き続き，解析手法の３次元化への拡張だと考えている．3次元問題では複素数・複素平面を使えないため，それに代わる演算方法を考えていく．
非破壊検査に本質的な逆問題設定と逆解析手法も重要であり，アルゴリズムの検討を継続する．一方，本研究課題の機械加工工学分野への波及効果として着想した集中荷重問題解析についても引き続き検討を行う．
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| 次年度使用額が生じた理由 |
（理由）
当該年度は，日程的な都合により国際会議への出席を見合わせたため，例年より旅費使用が少なかった．また，高性能計算機の購入もなかった．
（使用計画）
英文校閲１件を予定している．また旅費については，平成３０年度は国内会議３件，国際会議１件の出席を予定している．
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