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2016 年度 実績報告書

格子不整合構造の階層性に着目した変形体の健全性評価のための計算固体力学理論の確立

研究課題

研究課題/領域番号 25286100
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)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2017-03-31
キーワード計算力学 / 変形体力学 / シミュレーション
研究実績の概要

構造敏感性を有する材料の健全性を予測可能にする創造的な計算力学的方法論の実現には、基礎理論やアルゴリズムが想定外の結果を発見できる能力を有しており、かつ、現象のモデリングに対して先験的な知識を必要としない方法論の構築が望まれる。同時に、信頼性の保証や誤差評価が可能で、解析者が目標として設定する強度をできるだけ精度良くかつ効率的に獲得できるようアダプティブに自ら適切な方法論を作り出していく理論体系の構築が望まれる。このような多様な要求を実現するために、本研究課題では、格子不整合構造の階層性に着目した変形体の健全性評価のための計算固体力学理論を構築することを目的として研究を行った。
平成28年度は、前年度に継続して、これまでに実施した「高次格子不整合構造に着目した非弾性変形解析理論に関する研究」と「結合の離散性に着目したマルチスケール計算破壊力学に関する研究」の知見を踏まえて,粗視化モデルによる現象の解析と、モデリング誤差について検討を行った。具体的には、まずナノカーボン構造に対して格子不整合を有する構造の原子シミュレーションと、転位論に基づく粗視化モデルを用いた半理論解との比較を行った。さらに、多層構造の層間剥離を伴う変形挙動と力学特性を解析するとともに、曲率を考慮した、セル・オートマトン法に基づく新しい手法を提案し、長柱の座屈、エラスティカ問題の解析により精度を確認するとともに、多層構造の変形に応用した。このようなセル・オートマトンを固体の変形問題に応用した例はこれまでに見当たらず、本研究により新しい方法論の礎を築いた。なお、本年度は、関連する研究内容を英文学術論文1報、解説1報、国際会議発表5件、国内学会発表14件などを公表した。

現在までの達成度 (段落)

28年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

28年度が最終年度であるため、記入しない。

備考

大阪大学マイクロダイナミクス研究室
http://www.md.ams.eng.osaka-u.ac.jp/

  • 研究成果

    (21件)

すべて 2017 2016

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (19件) (うち国際学会 5件、 招待講演 6件)

  • [雑誌論文] Local equilibrium configurations and minimum energy path of carbon nanotubes with Stone-Wales defects and their related pentagon-heptagon lattice defects2017

    • 著者名/発表者名
      Xiao-Wen Lei, Akihiro Nakatani
    • 雑誌名

      Computational Materials Science, 2017;133: 194-199

      巻: 133 ページ: 194-199

    • 査読あり
  • [雑誌論文] シンクロ型 LPSO 構造の新展開―ミルフィーユ構造の変形機構と力学特性―2016

    • 著者名/発表者名
      中谷彰宏,LEI Xiao-Wen
    • 雑誌名

      金属

      巻: 86 ページ: 486-492

  • [学会発表] 材料非線形性による表面波の構造変化の分子動力学解析2017

    • 著者名/発表者名
      谷口敬俊、LEI Xiao-Wen、土井祐介、中谷彰宏
    • 学会等名
      日本機械学会関西支部第92期定時総会講演会
    • 発表場所
      大阪大学
    • 年月日
      2017-03-13 – 2017-03-14
  • [学会発表] 原子モデルを用いた低ナノ炭素材料の格子欠陥構造の相互作用の解析2017

    • 著者名/発表者名
      河原永也、LEI Xiao-Wen、土井祐介、中谷彰宏
    • 学会等名
      日本機械学会関西支部第92期定時総会講演会
    • 発表場所
      大阪大学
    • 年月日
      2017-03-13 – 2017-03-14
  • [学会発表] ひずみエネルギーの解放により駆動されるセルオートマトンを用いた変形パターン解析2017

    • 著者名/発表者名
      野呂優太、LEI Xiao-Wen、土井祐介、中谷彰宏
    • 学会等名
      日本機械学会関西支部第92期定時総会講演会
    • 発表場所
      大阪大学
    • 年月日
      2017-03-13 – 2017-03-14
  • [学会発表] 質量流束によって成長する固体の残留応力場の形成解析2017

    • 著者名/発表者名
      矢野太一、LEI Xiao-Wen、土井祐介、中谷彰宏
    • 学会等名
      日本機械学会関西支部平成28年度学生員卒業研究発表講演会
    • 発表場所
      大阪大学
    • 年月日
      2017-03-11 – 2017-03-11
  • [学会発表] 微細構造を有する表面に接触する液滴の挙動のシミュレーション2017

    • 著者名/発表者名
      Moon Junha,永島壮,土井祐介,中谷彰宏
    • 学会等名
      日本機械学会関西支部平成28年度学生員卒業研究発表講演会
    • 発表場所
      大阪大学
    • 年月日
      2017-03-11 – 2017-03-11
  • [学会発表] Mechanism of formation of kink banding structure in LPSO-Mg2016

    • 著者名/発表者名
      Akihiro Nakatani, Xiao-Wen Lei
    • 学会等名
      The 3rd International Symposium on Long-Period Stacking Ordered Structure and Its Related Materials (LPSO2016)
    • 発表場所
      Kyoto, Japan
    • 年月日
      2016-12-04 – 2016-12-07
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 引張荷重下のキリガミ構造体の面外変形の分岐解析2016

    • 著者名/発表者名
      中谷彰宏、LEI Xiao-Wen、 松永慎太郎、土井祐介
    • 学会等名
      日本機械学会M&M2016材料力学カンファレンス
    • 発表場所
      神戸大学
    • 年月日
      2016-10-08 – 2016-10-10
  • [学会発表] 格子欠陥を有するナノ炭素材料のエネルギー地形と構造安定性に関する研究2016

    • 著者名/発表者名
      LEI Xiao-Wen、中谷彰宏
    • 学会等名
      日本機械学会第29回計算力学講演会(CMD2016)
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      2016-09-22 – 2016-09-24
  • [学会発表] 微視的局所不安定変形で記述されるマルチスケール力学特性2016

    • 著者名/発表者名
      中谷彰宏、LEI Xiao-Wen、小川隆樹
    • 学会等名
      日本機械学会第29回計算力学講演会(CMD2016)
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      2016-09-22 – 2016-09-24
    • 招待講演
  • [学会発表] 格子欠陥付与により発現する二次元材料のアイソメトリック変形の解析2016

    • 著者名/発表者名
      鈴木脩、LEI Xiao-Wen、土井祐介、中谷彰宏
    • 学会等名
      日本機械学会第29回計算力学講演会(CMD2016)
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      2016-09-22 – 2016-09-24
  • [学会発表] シンクロ型LPSO構造の新展開 ~ミルフィーユ材料のキンク強化~2016

    • 著者名/発表者名
      中谷彰宏、LEI Xiao-Wen
    • 学会等名
      日本金属学会2016年秋期(第159回)講演大会
    • 発表場所
      大阪大学
    • 年月日
      2016-09-21 – 2016-09-23
    • 招待講演
  • [学会発表] Complex energy landscapes of carbon nanotubes with defects2016

    • 著者名/発表者名
      Xiao-Wen Lei, Akihiro Nakatani
    • 学会等名
      24th International Congress of Theoretical and Applied Mechanics (ICTAM2016)
    • 発表場所
      Montreal, Canada
    • 年月日
      2016-08-21 – 2016-08-26
    • 国際学会
  • [学会発表] Analysis of criterion for kink banding in layered solids2016

    • 著者名/発表者名
      Akihiro Nakatani, Xiao-Wen Lei
    • 学会等名
      24th International Congress of Theoretical and Applied Mechanics (ICTAM2016)
    • 発表場所
      Montreal, Canada
    • 年月日
      2016-08-21 – 2016-08-26
    • 国際学会
  • [学会発表] Instability behavior of layered structure with kink deformation in LPSO-Mg2016

    • 著者名/発表者名
      Akihiro Nakatani, Xiao-Wen Lei
    • 学会等名
      9th Pacific Rim International Conference on Advanced Materials and Process (PRICM9)
    • 発表場所
      Kyoto, Japan
    • 年月日
      2016-08-01 – 2016-08-05
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Simulation of buckling and delamination in layered solids using cohesive particle model2016

    • 著者名/発表者名
      Akihiro Nakatani, Xiao-Wen Lei
    • 学会等名
      The 12th World Congress on Computational Mechanics and The 6th AsiaPacific Congress onf Computational Mechanics (WCCM XII & APCOM VI)
    • 発表場所
      Seoul, Korea
    • 年月日
      2016-07-24 – 2016-07-29
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 材料不安定性に着目したLPSO-Mgのキンク変形メカニズムの研究2016

    • 著者名/発表者名
      中谷彰宏、LEI Xiao-Wen
    • 学会等名
      軽金属学会第130回春期大会
    • 発表場所
      大阪大学
    • 年月日
      2016-05-28 – 2016-05-28
    • 招待講演
  • [学会発表] 二次元カットパターン構造の一般化連続体力学に基づく解析2016

    • 著者名/発表者名
      石丸知英、原田悠之介、LEI Xiao-Wen、土井祐介、中谷彰宏
    • 学会等名
      マルチスケール材料力学シンポジウム(第21回分子動力学シンポジウム・第 9回マイクロマテリアルシンポジウム)
    • 発表場所
      富山大学
    • 年月日
      2016-05-27 – 2016-05-27
  • [学会発表] 二次元材料のトポロジカル欠陥により形成される曲面構造の考察2016

    • 著者名/発表者名
      鈴木脩、LEI Xiao-Wen、土井祐介、中谷彰宏
    • 学会等名
      マルチスケール材料力学シンポジウム(第21回分子動力学シンポジウム・第 9回マイクロマテリアルシンポジウム)
    • 発表場所
      富山大学
    • 年月日
      2016-05-27 – 2016-05-27
  • [学会発表] カーボンナノチューブにおける非線形局在モードの3次元構造の解析2016

    • 著者名/発表者名
      孫光輝、LEI Xiao-Wen、土井祐介、中谷彰宏
    • 学会等名
      マルチスケール材料力学シンポジウム(第21回分子動力学シンポジウム・第 9回マイクロマテリアルシンポジウム)
    • 発表場所
      富山大学
    • 年月日
      2016-05-27 – 2016-05-27

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公開日: 2018-01-16  

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