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2013 年度 実績報告書

多重安定系の状態間遷移の非凸性に基礎をおく変形構造体の力学理論の確立

研究課題

研究課題/領域番号 23656071
研究機関大阪大学

研究代表者

中谷 彰宏  大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (50252606)

キーワード計算力学 / 変形体力学 / 不安定現象 / 連続体力学 / シュミレーション
研究概要

変形体の非弾性特性をマクロ変数が規定された状態で多数の局所安定なミクロ状態をとりうる多重安定系の状態間遷移によって記述する新しい連続体力学理論を確立する。とくに、背景に隠れた系としての多重安定状態の時間発展を陽に記述する定式化を行うことによって、現象論的支配方程式の素過程からの導出や、マルチスケール理論における粗視化の新しい方法論に結びつく知見を得ることを目的として研究を行った。平成25年度の主な成果は以下のとおりである。
1.狭窄部を通過するテンセグリティ構造に対して変形とひずみエネルギーの変化を調べた。拘束条件を考慮したエネルギー最小化による評価と、粘弾性系の運動方程式を用いた時間発展シミュレーションを実施し、状態遷移の非凸性に由来する変形メカニズムの違いが現れることを明らかにした。
2.フェーズフィールド法を用いて微細な表面構造を有する固体と液体との接触現象に関する研究を行った。具体的には周期境界条件を用いた系を用いて、球面の固体に強制変位に対する水面の形状と系のエネルギー変化を評価した。得られた解析結果から水面に浮く固体の安定性について明らかにした。
3.微細な離散構造を有する表面の摺動摩擦特性解析を実施し、ミクロな摩擦則がマクロな摩擦則に与える影響について検討を行い、ミクロ構造の離散性・階層性がマクロな摩擦則に与える影響を明らかにした。
以上の成果から、負荷を受けた構造の状態遷移機構を解明するとともに、微視的構造の不安定性が巨視的な特性に与える影響する系の特徴を明らかにすることができた。

  • 研究成果

    (18件)

すべて 2014 2013 その他

すべて 学会発表 (18件) (うち招待講演 4件)

  • [学会発表] くりこみ群を用いた非弾性結合法則の粗視化法の検討2014

    • 著者名/発表者名
      秋山拓也・土井祐介・中谷彰宏
    • 学会等名
      日本機械学会関西支部第89期定時総会講演会
    • 発表場所
      堺市
    • 年月日
      20140318-19
  • [学会発表] 有限変形理論に基づく格子欠陥の配置力の評価と安定構造の解析2014

    • 著者名/発表者名
      木下光太郎・X.W. Lei・土井祐介・中谷彰宏
    • 学会等名
      日本機械学会関西支部第89期定時総会講演会
    • 発表場所
      堺市
    • 年月日
      20140318-19
  • [学会発表] Disclination plasticity modeling for microscopic structure2014

    • 著者名/発表者名
      A. Nakatani
    • 学会等名
      Colloquium Spring 2014 University of Puerto Rico Mayaguez Campus
    • 発表場所
      Mayaguez, Puerto Rico
    • 年月日
      2014-01-10
    • 招待講演
  • [学会発表] ミクロ・メゾ力学モデリングによる積層構造体のキンク変形機構の表現2013

    • 著者名/発表者名
      中谷彰宏
    • 学会等名
      日本機械学会2013年度年次大会
    • 発表場所
      岡山市
    • 年月日
      20130909-11
    • 招待講演
  • [学会発表] Cohesive zone analysis of crack propagation on a hierarchical structured interface2013

    • 著者名/発表者名
      X. Wang, A. Nakatani
    • 学会等名
      13th International Conference of Fracture (ICF13)
    • 発表場所
      Beijing, China
    • 年月日
      20130616-21
  • [学会発表] (Keynote Lecture) Finite deformation modeling of crystalline defects in hyper-elastic material2013

    • 著者名/発表者名
      A. Nakatani, M. Akita
    • 学会等名
      13th International Conference of Fracture (ICF13)
    • 発表場所
      Beijing, China
    • 年月日
      20130616-20130621
  • [学会発表] Fracture Toughness of Discrete Structure and Hierarchical Ramification Structure2013

    • 著者名/発表者名
      X. Wang, A. Nakatani
    • 学会等名
      5th Asia Pacific Congress on Computational Mechanics & 4th International Symposium on Computational Mechanics (APCOM & ISCM 2013)
    • 発表場所
      Singapore
    • 年月日
      2013-12-11
  • [学会発表] An Extended Finite Element Analysis on Evolution of Disclination Structure2013

    • 著者名/発表者名
      X. W. Lei, A. Nakatani
    • 学会等名
      5th Asia Pacific Congress on Computational Mechanics & 4th International Symposium on Computational Mechanics (APCOM & ISCM 2013)
    • 発表場所
      Singapore
    • 年月日
      2013-12-11
  • [学会発表] 材料の微視的構造に着目した階層的力学モデリング2013

    • 著者名/発表者名
      中谷彰宏
    • 学会等名
      日本ゴム協会第15回ゴムの力学研究分科会
    • 発表場所
      大阪市
    • 年月日
      2013-08-22
    • 招待講演
  • [学会発表] 格子欠陥モデルを用いた変形体の力学理論の記述

    • 著者名/発表者名
      中谷彰宏
    • 学会等名
      京都大学構造材料元素戦略研究拠点平成25年度第1回シンポジウム
    • 発表場所
      京都市
    • 招待講演
  • [学会発表] Stability of nonlinear vibration modes in periodic structure of magnesium

    • 著者名/発表者名
      Y.Doi, A.Nakatani
    • 学会等名
      International Symposium on Atomistic Modeling for Mechanics and Multiphysics of Materials 2013 (ISAM4 2013)
    • 発表場所
      Tokyo, Japan
  • [学会発表] Disclination Modeling for Microscopic Structure of Kink Deformation Band

    • 著者名/発表者名
      A. Nakanani, X.W. Lei
    • 学会等名
      5th Asia Pacific Congress on Computational Mechanics & 4th International Symposium on Computational Mechanics (APCOM & ISCM 2013)
    • 発表場所
      Singapore
  • [学会発表] ディスクリネーションの一般化力に関する検討

    • 著者名/発表者名
      X.W. Lei、中谷彰宏
    • 学会等名
      日本機械学会第26回計算力学講演会
    • 発表場所
      佐賀市
  • [学会発表] 階層構造を有する破壊プロセス領域のき裂進展機構の解析

    • 著者名/発表者名
      王孝汝、土井祐介、中谷彰宏
    • 学会等名
      日本機械学会第26回計算力学講演会
    • 発表場所
      佐賀市
  • [学会発表] 微細な離散構造を有する表面の摺動摩擦特性解析

    • 著者名/発表者名
      札場翔太、王孝汝、土井祐介、中谷彰宏
    • 学会等名
      日本機械学会関西学生会平成25年度学生員卒業研究発表講演会
    • 発表場所
      堺市
  • [学会発表] 分子動力学法を用いた変形双晶の成長過程の解析

    • 著者名/発表者名
      松永慎太郎、LEI Xiaowen、土井祐介、中谷彰宏
    • 学会等名
      日本機械学会関西学生会平成25年度学生員卒業研究発表講演会
    • 発表場所
      堺市
  • [学会発表] 微細な表面構造を有する固体と液体との接触現象に関する研究

    • 著者名/発表者名
      松岡興二、土井祐介、中谷彰宏
    • 学会等名
      日本機械学会関西学生会平成25年度学生員卒業研究発表講演会
    • 発表場所
      堺市
  • [学会発表] すべり変形および双晶変形により誘起される弾性波の解析

    • 著者名/発表者名
      中谷匡志、X.W. Lei、土井祐介、中谷彰宏
    • 学会等名
      日本機械学会関西学生会平成25年度学生員卒業研究発表講演会w
    • 発表場所
      堺市

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公開日: 2015-05-28  

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