研究課題
基盤研究(B)
本研究は、三次元接合体端部のナノ領域の応力特異場に着目して、古典連続体力学の適用限界と表面応力の特異応力場への影響を明らかにし、ナノメカニックス連続体力学の適用範囲を明らかにしようとするものである。1.シリコンチップを内蔵する接着接合体のマイクロサイズの特異応力場におけるひずみ分布をデジタル画像相関法により求めることができた。デジタル画像相関法に用いたデータはデジタル顕微鏡により取得した。特異ひずみ場の特異性のオーダは三次元特異場の固有値解析で得られたものとほぼ一致した。2.本研究では分子動力学法により接合体を作成し、外力に対する接合体端部の応力特異場の特性を調べた。その結果、原子レベルの応力分布でも特異性を示すことがわかった。また、当研究者により提案された表面・界面応力を考慮した境界条件を用いて、異方性接合体の特異性のオーダを求める特性方程式を求めた。一方、界面特性が界面端からの距離の関数であることがわかった。原子レベル応力の特異応力場の特異性のオーダは、界面端に近づくに伴い、変化することがわかった。また、特性方程式から得られた原子レベルの特異性のオーダを用いることにより、ナノ特異応力場の応力分布を高精度に表すことができることを示した。これは、当初の研究目的であるナノメカニックスの適用の有用性を示すもので、従来の連続体力学の適用範囲を拡張する成果である。3. Stroh形式を用いて、異方性.異方性および異方性と等方性の接合体の基本解を導出し、境界要素法プログラムに導入した。さらに、異方性から等方性に材料を変えた際にも、ごく自然にStroh形式の解を導出することが可能であることを示した。
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