| 研究課題/領域番号 |
15K05778
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
設計工学・機械機能要素・トライボロジー
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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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| 研究協力者 |
SCHWEITZER Marc Alexander
山東 篤
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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 | 有限要素法 / 非破壊検査 / 磁場解析 / き裂 / 欠陥 / 逆問題 |
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| 研究成果の概要 |
非破壊検査技術への応用を念頭に、2次元問題においてFEMメッシュ分割に依存せずに欠陥近傍の磁場を解析する計算手法を確立した。構造解析で研究が進められた拡張型有限要素法（XFEM）を磁場解析用に発展させた。具体的には、ポテンシャル流れ理論において非粘性流体の挙動を表す複素ポテンシャルを、解の局所的特徴を表す付加関数に設定し、さらにこれを等角写像を用いて、個々の欠陥形状に適した形態に写像し利用する定式化を構築した。
その結果、構造物表面上の屈曲き裂、曲線き裂、そして構造物の内部き裂について、直交格子型のFEMメッシュでの解析が可能となり、また従来型のFEM解析よりも高精度な解を得ることができた。
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| 自由記述の分野 |
計算力学、数値構造解析
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究の成果は、主に磁場情報を用いた非破壊検査技術において効果が期待できる。き裂の形状を推定するために計算機内部でFEM磁場解析を行う際に、本研究で開発した計算手法では、き裂の形状を反映したメッシュを準備する必要がなく、常に直交格子型のメッシュを使い続けることができる。このことは、事前に欠陥の形状を知ることができない非破壊検査では運用上、非常に大きな利点となる。発電所や橋梁等インフラの老朽化が進む状況の下、部材中の欠陥を探知する非破壊検査技術の向上は今後益々重要であるため、本研究の社会的意義は高いと考えられる。
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