マイクロ充填粒子の形態・強度・界面制御による高分子材の高強度多機能化

2012 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 22360054
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 機械材料・材料力学
• 研究機関: 福井工業大学
• 研究代表者: 冨田 佳宏 福井工業大学, 工学部, 教授 (10031147)
• 研究分担者: 屋代 如月 神戸大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (50311775) ; 高木 和弘 京都工芸繊維大学, 大学院・工芸科学研究科, 准教授 (50294260) ; 陸 偉 大阪府立大学, 工学研究科, 助教 (20398423) ; 内田 真 岡山大学, 大学院・自然科学研究科, 助教 (90432624)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2012
• キーワード: 非アッフィン分子鎖網目理論 / 充填高分子材,組織制御 / 均質化法,計算力学 / 分子動力学

研究概要

高分子材中の分子鎖網目のからみ点が変形,結合剤の導入等によって変化することを許容する粘弾性非アフィン分子鎖網目理論を新たに提案し,マイクロ充填材の形状,分布形態,界面性状がマイクロ粒子充填高ゴム/分子材の力学特性に及ぼす影響を評価可能なモデルを構築した.これにより,マイクロ粒子の体積分率,分布形態,界面性状,結合剤の量ならびに結晶化率を適切に制御することにより各種充填ゴム/高分子材の高強度多機能化が可能になる.

研究成果

• [雑誌論文] Molecular dynamics study on atomic elastic stiffness in Si under tension:homogenization by external loading and its limit (2012)
  • 著者名/発表者名: K Yashiro and M Fujihara
  • 雑誌名: Modelling Simul. Mater. Sci. Eng. 巻: 20 ページ: 45-51
  • 査読あり
• [雑誌論文] Study on the Mechanical Model of Double Network Hydrogel (2012)
  • 著者名/発表者名: I. Riku, K. Mimura
  • 雑誌名: Proc. of 33rd Australiasian Polymer Symposium ページ: 59-62
  • 査読あり
• [雑誌論文] Evaluation of Deformation Induced Texture Dependent Mechanical Characteristics of Silica-Filled Rubber (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Tomita, S. Nakata, M. Naito, K. Yashiro
  • 雑誌名: International Symposium on Plasticity 2012 and Its Current Applications 巻: CD ROM ページ: 313-315
  • 査読あり
• [雑誌論文] Molecular Dynamics Simulation on Interaction between Screw Dislocation and Pseudo Yttrium Oxide in Bcc-Fe (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Yashiro, A. Yamaguchi, M. Tanaka, T. Okuda, K. Koga, T. Segi
  • 雑誌名: Materials Transactions 巻: 53 ページ: 401-406
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of Spherulite Size on Macroscopically Non-Uniform Deformation of Semi-Crystalline Polymer (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Uchida and N. Tada
  • 雑誌名: Proceedings of the 18th International Symposium on Plasticity 巻: CD ROM ページ: 316-318
  • 査読あり
• [雑誌論文] Sequential evaluation of continuous deformation field of semi-crystalline polymers during tensile deformation accompanied by neck propagation (2012)
  • 著者名/発表者名: M. Uchida, N. Tada
  • 雑誌名: International Journal of Plasticity 巻: 27 ページ: 2085-2102
  • 査読あり
• [雑誌論文] Deformation behavior of silica filled rubber under monotonic and cyclic straining (2012)
  • 著者名/発表者名: Y.Tomita, M. Naito, T. Mochizuki
  • 雑誌名: Material Research Innovations 巻: 15 ページ: 187-190
  • 査読あり
• [雑誌論文] Numerical investigations of stress in dendrites caused by gravity (2012)
  • 著者名/発表者名: T.Takaki, H. Kashima
  • 雑誌名: Journal of Crystal Growth 巻: 337 ページ: 97-101
  • 査読あり
• [雑誌論文] Multi-Phase-Field Simulations of Dynamic Recrystallization during Transient Deformation (2012)
  • 著者名/発表者名: T.Takaki, A. Yamanaka, Y.Tomita
  • 雑誌名: ISIJ International 巻: 51 ページ: 1717-1723
  • 査読あり
• [雑誌論文] 積層複合体モデルに基づく結晶性高分子材料のミクロ・メゾスケールの変形挙動のモデル化 (2012)
  • 著者名/発表者名: 内田 真,多田 直哉, 冨田 佳宏
  • 雑誌名: 日本機械学会論文集 巻: 77 ページ: 902-915
  • 査読あり
• [雑誌論文] Peta-scale phase-field simulation for dendritic solidification on the TSUBAME 2.0 supercomputer (2011)
  • 著者名/発表者名: T.Shimokawabe, T. Aoki, T.Takaki, A. Yamanaka, A. Nukada, T. Endo, N., Maruyama, S. Matsuoka
  • 雑誌名: International Conference for High Performance Computing, Networking, Storage and Analysis ページ: 1-11
  • 査読あり
• [雑誌論文] シリカ充填ゴムのモデル化と変形挙動の評価 (2011)
  • 著者名/発表者名: 望月利紀,北村真瑠久,内藤正登,屋代如月,冨田佳宏
  • 雑誌名: 日本機械学会論文集 巻: 77 ページ: 233-241
  • 査読あり
• [雑誌論文] Computational Evaluation of Elasto?Viscoplastic Deformation and Strength of Rubber Blended Semi-crystalline Polymer (2010)
  • 著者名/発表者名: M. Uchida, N. Tada, Y. Tomita
  • 雑誌名: International Journal of Damage Mechanics 巻: 19 ページ: 361-374
  • 査読あり
• [雑誌論文] Studies on Micro-to Macroscopic Mechanical Behavior of Porous Polymer under Compaction (2010)
  • 著者名/発表者名: I.Riku, K. Mimura, Y.Tomita
  • 雑誌名: International Journal of Damage Mechanics 巻: 19 ページ: 271-283
  • 査読あり
• [雑誌論文] Static recrystallization simulations starting from predicted deformation microstructure by coupling multi-phase-field method and finite element method based on crystal plasticity (2010)
  • 著者名/発表者名: T.Takaki, Y.Tomita
  • 雑誌名: International Journal of Mechanical Sciences 巻: 52 ページ: 320-328
  • 査読あり
• [雑誌論文] Molecular dynamics simulation of polyethylene under cyclic loading: Effect of loading condition and chain length (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Yashiro, Masato Naito
  • 雑誌名: International Journal of Mechanical Sciences 巻: 52 ページ: 136-145
  • 査読あり
• [雑誌論文] 結晶塑性Phase-Fieldモデルの構築と塑性変形を伴う微視組織形成過程のシミュレーション (2010)
  • 著者名/発表者名: 山中晃徳, 高木知弘, 冨田佳宏
  • 雑誌名: 平成22年度日本機械学会論文賞受賞論文 巻: 75 ページ: 1794-1803
  • 査読あり
• [学会発表] Evaluation of Deformation Induced Texture Dependent Mechanical Characteristics of Silica-Filled Rubber (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Tomita, S. Nakata, M. Naito, K. Yashiro
  • 学会等名: Plasticity 2012 基調講演
  • 発表場所: San Juan.PR
  • 年月日: 2012-01-05
• [学会発表] Multiscale Modeling of Hot-Working Process Using Multi-Phase-Field Method (2012)
  • 著者名/発表者名: T. Takaki, A. Yamanaka, Y. Tomita
  • 学会等名: Plasticity 2012
  • 発表場所: San Juan.PR
  • 年月日: 2012-01-05
• [学会発表] Effect of Distribution of Spherulite on the Non-Uniform Plastic Deformation Behaviour of Semi-Crystalline Polymer (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Uchida and N. Tada
  • 学会等名: COMPLAS XI
  • 発表場所: Barcelona
  • 年月日: 20110907-0909
• [学会発表] Dynamic Recrystallization Model during Hot Working by Coupling Phase-Field Method and Finite Element Method (2011)
  • 著者名/発表者名: T.Takaki
  • 学会等名: COMPLAS XI
  • 発表場所: Barcelona
  • 年月日: 20110907-0909
• [学会発表] Mechanical Response of Silica Filled Rubber (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Tomita, M. Naito, T. Mochizuki
  • 学会等名: Plasticity'11 基調講演
  • 発表場所: Puerto Vallarta
  • 年月日: 20110103-08
• [学会発表] MPF-DRX法とFE法による熱間加工マルチスケールモデルの構築 (2011)
  • 著者名/発表者名: 高木知弘, 山中晃徳, 冨田佳宏
  • 学会等名: 日本機械学会第24回計算力学講演会
  • 発表場所: 岡山
  • 年月日: 2011-10-08
• [学会発表] Deformation Behavior of Silica-Filled Rubber under Monotonic and Cyclic Straining (2010)
  • 著者名/発表者名: Y. Tomita, M. Naito, T. Mochizuki
  • 学会等名: Proc.AEPA2010
  • 発表場所: Wuhan, China
  • 年月日: 20101115-1117
• [学会発表] シリカ充填ゴムの微視組織のモデル化と変形挙動のシミュレーション (2010)
  • 著者名/発表者名: 望月利紀,内藤正登, 屋代如月, 冨田佳宏
  • 学会等名: 日本機械学会第23回計算力学講演会
  • 発表場所: 北見工業大学
  • 年月日: 20100923-0925
• [図書] 分子鎖網目理論による高分子材の変形応答のモデル化とシミュレーション(1)-(3),材料 (2013)
  • 著者名/発表者名: 冨田佳宏
  • 総ページ数: 20
  • 出版者: 連載講座
• [図書] 計算力学レクチャーコース フェーズフィールド法入門 (2013)
  • 著者名/発表者名: 小山 敏幸, 高木知弘
  • 総ページ数: 120
  • 出版者: 丸善
• [図書] フェーズフィールド法 -数値シミュレーションによる材料組織設計- (2012)
  • 著者名/発表者名: 高木知弘, 山中晃
  • 総ページ数: 205
  • 出版者: 養賢堂
• [図書] 高分子材料の力学特性評価と高機能化(11)-(21), 機械の研究 (2011)
  • 著者名/発表者名: 冨田佳宏
  • 総ページ数: 78
  • 出版者: 養賢堂
• [図書] 高分子材料の力学特性評価と高機能化(1)-(10),械の研究 (2010)
  • 著者名/発表者名: 冨田佳宏, 連載講座
  • 総ページ数: 70
  • 出版者: 養賢堂