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2009 年度 実績報告書

原子サイズから構造物サイズへのシームレス解析技術の開発

研究課題

研究課題/領域番号 19656026
研究機関大阪大学

研究代表者

座古 勝  大阪大学, 名誉教授 (40170831)

研究分担者 倉敷 哲生  大阪大学, 工学研究科, 准教授 (30294028)
キーワード有限要素法 / シームレス解析 / マルチスケール / ミクロ・マクロ連成 / 電子基板 / 織物複合材料
研究概要

我が国の産業基盤構築に向けて,有機フィルムをベースとした薄膜多層回路技術は,次世代の情報通信機器成立の最重要課題である。構造解析に有限要素法が一般的に適用されているが,実装デバイスの全体寸法(μm~mスケール)と評価すべき部位の寸法(μmスケール以下)の差が著しく,有限要素解析を行うには,要素の大きさはスケールの最も小さな部分に依存するため,領域全体の要素数も膨大な数となり,解析精度を加味すれば適用は困難となる。その解決を図ることが電子部品の高度化に向けて重要である。そこで本研究では,従来まで個々に扱っていた巨視的(マクロ)な機械的性質と微視的(ミクロ)構造の影響を連成させ,シームレスに解析可能とするハイブリッド・マルチスケール解析手法の開発を目的とし,有限要素多段解析手法の定式化ならびにプログラム開発を実施した。
前年度までに開発した損傷力学に基づく有限要素多段解析手法の精度等を検証するため,電子デバイス回路基板に使用される繊維強化複合材料積層板を例に,マルチスケール損傷進展解析を実施した.前年度の研究成果(要素分割の影響や損傷判定基準の考察)を元に,ミクロ構造(強化繊維の縫合形態)がマクロな機械的特性(剛性値や損傷発生・進展挙動)を解析し,ミクロ構造の設計因子がマクロ特性に及ぼす影響を明確にした。さらに,本手法を準連続体力学手法と連結し,シームレス解析を実施すると共に,その有効性を確認した。
さらに,先進複合材料に適用し豊富な実績を有するベルギー・カトリックルーベン大学とマルチスケール解析手法に関する技術交流も実施した。その研究成果について国内外の学会において広く成果発表を実施した.

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2010 2009

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (5件)

  • [雑誌論文] The Method for Characterizing Mechanical Behaviours of Off-Aixs Woven Fabric Composite by FEM2009

    • 著者名/発表者名
      Yuzo Fujita, Tetsusei Kurashiki, Masaru Zako
    • 雑誌名

      Proceedings of 17th International Conference on Composite Materials (CD-ROM)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mechanical Behaviors of Non-Crimp Fabric Composites Based on Multiscale Analysis2009

    • 著者名/発表者名
      Tetsusei Kurashiki, Kenta Hamada, Masaru Zako
    • 雑誌名

      Proceedings of 17th International Conference on Composite Materials (CD-ROM)

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of Uncertain Micro Structure in Woven Fabric Composites on Mechanical Properties2009

    • 著者名/発表者名
      Yuzo Fujita, Tetsusei Kurashiki, Masaru Zako
    • 雑誌名

      Proc. of 10th International Conference on Structural Safety and Reliability 10

      ページ: 3477-3484

    • 査読あり
  • [学会発表] 繊維配置のランダム性を考慮した複合材料の力学的特性評価2010

    • 著者名/発表者名
      藤田雄三
    • 学会等名
      第1回日本複合材料合同会議
    • 発表場所
      京都市
    • 年月日
      20100309-20100311
  • [学会発表] 小標本データを用いた縫合繊維強化複合材料の疲労寿命推定手法に関する研究2010

    • 著者名/発表者名
      本多信太郎
    • 学会等名
      第1回日本複合材料合同会議
    • 発表場所
      京都市
    • 年月日
      20100309-20100311
  • [学会発表] 非主軸荷重下での織物複合材料のマルチスケール解析手法に関する研究2009

    • 著者名/発表者名
      渡部裕樹
    • 学会等名
      日本機械学会2009年度年次大会
    • 発表場所
      岩手大(盛岡市)
    • 年月日
      20090913-20090916
  • [学会発表] 縫合繊維強化複合材料の設計因子が引張荷重下での損傷挙動に及ぼす影響2009

    • 著者名/発表者名
      本多信太郎
    • 学会等名
      日本機械学会M&M2009材料力学カンファレンス
    • 発表場所
      札幌市
    • 年月日
      20090724-20090726
  • [学会発表] 縫合繊維強化複合材料の損傷進展解析に関する研究2009

    • 著者名/発表者名
      倉敷哲生
    • 学会等名
      日本繊維機械学会 2009年度年次大会
    • 発表場所
      大阪市
    • 年月日
      20090521-20090522

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公開日: 2011-06-16   更新日: 2016-04-21  

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