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

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23656071
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 工学基礎
• 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)
• 連携研究者: 土井 祐介 大阪大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (10403172)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2013
• 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

力を受けて変形する固体の形状変化を、ある安定点から別の安定点への遷移として理解する力学理論について研究しました。安定点近傍ではエネルギー下に凸の形状を有していますが、状態遷移が起こる領域では上に凸の形状を有しています。このような非凸性に着目し、様々なシステムのミクロな現象とマクロな性質との関係を明らかにできるマルチスケール理論に結びつく知見を得ました。

研究成果

• [雑誌論文] Modulational Instability of Zone Buondary Mode and Band Edge Modes in Two-Dimensional Nonlinear Lattices (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Doi and A. Nakatani
  • 雑誌名: Journal of Physical Society of Japan 巻: Vol.81 ページ: 124402
  • DOI: 10.1143/JPSJ.81.124402
  • 査読あり
• [雑誌論文] Numerical study on unstable perturbation of intrinsic localized modes in graphene (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Doi and A. Nakatani
  • 雑誌名: Journal of Solid Mechanics and Materials Engineering 巻: Vol.6 ページ: 70-81
  • DOI: 10.1299/jmmp.6.71
  • 査読あり
• [雑誌論文] Analysis of interaction between dislocation and grain boundary by using a lattice defect model (2011)
  • 著者名/発表者名: A. Nakatani
  • 雑誌名: Procedia Engineering 巻: Vol.10 ページ: 1047-1052
  • DOI: 10.1016/j.proeng.2011.04.173
• [雑誌論文] Structure and stability of nonlinear vibration mode in graphene sheet (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Doi and A. Nakatani
  • 雑誌名: Procedia Engineering 巻: Vol.10 ページ: 3393-3398
  • DOI: 10.1016/j.proeng.2011.04.559
• [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] 微細な離散構造を有する表面の摺動摩擦特性解析 (2014)
  • 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卒業研究発表講演会
  • 発表場所: 堺市
  • 年月日: 2014-03-17
• [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 (2014)
  • 著者名/発表者名: 松永慎太郎・X.W. Lei・土井祐介・中谷彰宏
  • 学会等名: 日本機械学会関西学生会卒業研究発表講演会
  • 発表場所: 堺市
  • 年月日: 2014-03-17
• [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 (2014)
  • 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卒業研究発表講演会
  • 発表場所: 堺市
  • 年月日: 2014-03-17
• [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 (2014)
  • 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卒業研究発表講演会
  • 発表場所: 堺市
  • 年月日: 2014-03-17
• [学会発表] Disclination plasticity modeling for microscopic structure (2014)
  • 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] Finite deformation modeling of crystalline defects in hyper-elastic material (2013)
  • 著者名/発表者名: A. Nakatani, M. Akita
  • 学会等名: 13th International Conference of Fracture (ICF13) (Keynote Lecture)
  • 発表場所: Beijing, China
  • 年月日: 20130616-21
• [学会発表] Cohesive zone analysis of crack propagation on a hierarchical structured interface (2013)
  • 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] Fracture Toughness of Discrete Structure and Hierarchical Ramification Structure (2013)
  • 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 Structure (2013)
  • 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] Disclination Modeling for Microscopic Structure of Kink Deformation Band (2013)
  • 著者名/発表者名: A. Nakatani, 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
  • 年月日: 2013-12-11
• [学会発表] 微視的階層構造を有する界面の破壊力学に関する研究 (2013)
  • 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
  • 年月日: 2013-11-03
• [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] Stability of nonlinear vibration modes in periodic structure of magnesium (2013)
  • 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
  • 年月日: 2013-07-24
• [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 (2013)
  • 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拠点平成25年度第1回シンポジウム
  • 発表場所: 京都市
  • 年月日: 2013-06-14
  • 招待講演
• [学会発表] 原子モデルによるマグネシウム積層構造の有限振動特性解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 土井祐介・中谷彰宏
  • 学会等名: 日本金属学会春期大会
  • 発表場所: 東京都
  • 年月日: 2013-03-27
• [学会発表] 曲率を有する固体表面に接触する水滴形状とその安定性の解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 山田郁美・土井祐介・中谷彰宏
  • 学会等名: 日本機械学会関西学生会卒業研究発表講演会
  • 発表場所: 大阪市
  • 年月日: 2013-03-15
• [学会発表] 内部構造を有する弾塑性体の形状に起因する不安定性に関する研究 (2013)
  • 著者名/発表者名: 谷田幸宏・土井祐介・中谷彰宏
  • 学会等名: 日本機械学会関西学生会卒業研究発表講演会
  • 発表場所: 大阪市
  • 年月日: 2013-03-15
• [学会発表] 多重安定性テンセグリティの安定性と状態遷移に関する解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 松本卓紘・土井祐介・中谷彰宏
  • 学会等名: 日本機械学会関西学生会卒業研究発表講演会
  • 発表場所: 大阪市
  • 年月日: 2013-03-15
• [学会発表] Numerical study on structure and stability of phonon modes in a model of layered structure of magnesium (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Doi, S. Ishikawa, A. Nakatani
  • 学会等名: International Symposium Long-Period Stacking Ordered Structure and Its Related Materials 2012
  • 発表場所: Sapporo
  • 年月日: 20121001-03
• [学会発表] 経験的ポテンシャルを用いたマグネシウム積層構造体のフォノン構造と安定性解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 土井祐介・神谷和典・中谷彰宏
  • 学会等名: 軽金属学会第12回秋期大会
  • 発表場所: 習志野市
  • 年月日: 2012-11-10
• [学会発表] 経験的ポテンシャルを用いたマグネシウム周期積層構造の振動モード解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 土井祐介・石川省吾・中谷彰宏
  • 学会等名: 第17回分子動力学シンポジウム
  • 発表場所: 東京都
  • 年月日: 2012-06-05
• [学会発表] 間欠泉の噴出様式に現れるパターン現象のマルチスケール数理モデルによる研究 (2012)
  • 著者名/発表者名: 奥山真司・土井祐介・中谷彰宏
  • 学会等名: 日本機械学会関西支部第87期定時総会講演会
  • 発表場所: 吹田市
  • 年月日: 2012-03-16
• [学会発表] 選択的二状態遷移による多分子モーターの運動特性の解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 國枝直弘・土井祐介・中谷彰宏
  • 学会等名: 日本機械学会関西支部第87期定時総会講演会
  • 発表場所: 吹田市
  • 年月日: 2012-03-16
• [学会発表] 軟化再硬化特性を有する弾塑性体の局所変形伝ぱ機構に関する有限要素解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 劉賀彬・土井祐介・中谷彰宏
  • 学会等名: 日本機械学会関西支部第87期定時総会講演会
  • 発表場所: 吹田市
  • 年月日: 2012-03-16
• [学会発表] 多孔質体の固液連成解析による力学特性の評価 (2012)
  • 著者名/発表者名: 秋山拓也・土井祐介・中谷彰宏
  • 学会等名: 日本機械学会関西学生会卒業研究発表講演会
  • 発表場所: 吹田市
  • 年月日: 2012-03-15
• [学会発表] 間欠泉のリズムに関する物理シミュレーションと数理モデルに関する検討 (2012)
  • 著者名/発表者名: 奥山真司・土井祐介・中谷彰宏
  • 学会等名: 日本応用数理学会2012年研究部会連合発表会
  • 発表場所: 福岡市
  • 年月日: 2012-03-09
  • 招待講演
• [学会発表] Plasticity of crystal rotation based on a disclination theory (2011)
  • 著者名/発表者名: A. Nakatani
  • 学会等名: 2011 World Congress on Advances in Structural Engineering and Mechanics (ASEM'11+)
  • 発表場所: Seoul, South Korea
  • 年月日: 2011-09-21
• [学会発表] Application of multi-scale modeling to deformation of metal under uniaxial torsion (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Ogawa, H. Liu and A. Nakatani
  • 学会等名: International Symposium on Disaster Simulation & Structual Safety in the Next Generation 2011 (DS'11)
  • 発表場所: Suita, Osaka, Japan
  • 年月日: 2011-09-18
• [学会発表] 自由度の束縛の視点からみた素過程と粗視化 (2011)
  • 著者名/発表者名: 中谷彰宏
  • 学会等名: 第1回マルチスケールマテリアルモデリングシンポジウム(基調講演)
  • 発表場所: 吹田市
  • 年月日: 2011-05-24
• [学会発表] 間欠泉の噴出様式とその形成メカニズムに関する検討 (2011)
  • 著者名/発表者名: 奥山真司・土井祐介・中谷彰宏
  • 学会等名: 第1回マルチスケールマテリアルモデリングシンポジウム
  • 発表場所: 吹田市
  • 年月日: 2011-05-23
• [図書] 機械実用便覧 改訂第7版 (2011)
  • 著者名/発表者名: 中谷彰宏
  • 総ページ数: 1109(13-25)
  • 出版者: 丸善