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2018 年度 研究成果報告書

軟質基盤上の硬質膜に生じる凸凹パターン変態の探索的分岐不安定解析

研究課題

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研究課題/領域番号 17K18826
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
研究分野 材料力学、生産工学、設計工学およびその関連分野
研究機関名古屋大学 (2018)
大阪大学 (2017)

研究代表者

奥村 大  名古屋大学, 工学研究科, 教授 (70362283)

研究期間 (年度) 2017-06-30 – 2019-03-31
キーワード固体力学 / 材料力学 / 分岐座屈 / パターン変態
研究成果の概要

本研究では,軟質基盤上の硬質ゲル膜に生じるパターン変態の再現と機構解明を目的として,探索的分岐不安定解析のための指導原理構築と効率的な解析手順考案を行った.このため,探索的分岐不安定解析の解析手順を構築し,その手法を真性圧縮応力を有する2層構造のエッチング誘起うねり変形の座屈・座屈後解析に適用した.構築された手法は,凸凹パターン変態の解析にも適用され,その効果が検証された.チェッカーボード問題は膨潤効果に依存するだけでなく第1分岐座屈後の再分岐にも依存して解決され得ることがわかった.

自由記述の分野

固体力学

研究成果の学術的意義や社会的意義

これまで凸凹パターン変態の解析は,板の大変形理論を用いて解析的に行われることが多かった.このため近似をいくつか含んでおり,実験と対応しない点における影響因子の特定に困難があった.これに対して,本研究では,有限要素法を用いた解析を実施しており,探索的分岐不安定解析によって分岐点の同定も行っているため高精度な解析が可能となった.これまでと異なる影響因子が特定されるなど新しい知見を得るための方法が整備されるようになり,今後,より大規模な解析を進めることによって全容が解明される期待があり,挑戦的研究(萌芽)の研究成果として役割を果たしたと考えられる.

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公開日: 2020-03-30  

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