Establishment of a novel method for estimation of equivalent elastic properties and strength of heterogeneous materials considering a multiscale uncertainties propagation

考虑多尺度不确定性传播的异质材料等效弹性性能和强度估计新方法的建立

• 批准号: 20H02035
• 负责人: 坂田 誠一郎
• 金额: $ 11.98万
• 依托单位: Kindai University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20H02035/
• 关键词: 複合材料; マルチスケール確率応力解析; 材料強度推定; 不確実性伝播; 不均質材料; 三次元造形材料; 強度推定; ランダムフィールドモデリング; 等価弾性率推定; 多孔質材料; 材料強度; 不確定性伝播

当該年度に実施した研究は、主に複合材料およびＦＤＭ法を用いて作成した樹脂部材について、内在する幾何学的不確定性を２次元的または３次元的な微視的観察を経た画像処理等を援用したランダムフィールドモデリングによりモデル化するこれまでの成果を援用し、確率均質化およびマルチスケール確率応力解析に適用してその有用性を調査したことである。特に、それに基づく複合材料の微視的な破壊進展状況を考慮した局所的強度のランダムフィールドモデリングを実施し、実試験片内の局所的強度の確率特性を調査した。これらについて、実材料内で存在する幾何学的不確定性をモデル化し、数値解析に援用したことは初めての試みであると共に、それを用いた局所強度評価やそのモデリングは、本研究課題遂行の上で中心的な成果につながると考えられる。当該内容で得た知見は、これまで複数の著名な国際会議で口頭発表行ったことに加え、本研究の狙いの一つとしていた、不均質材料の微視的ランダムフィールドモデリングの先導的研究者であるStefanou教授との共同研究に発展し本課題採択を起点としたあらたな国際共同研究となり、、オンラインでの議論に加え、昨年度対面で開催された応用科学に関する計算手法の欧州会議（ECCOMAS2022）での対面議論を経て実際にElsevierの英文論文誌に共著で成果を公表するなど、当初目標とした国際共同研究による成果につながっている。また、ＦＤＭ部材についても三次元的な微視的構造計測およびそのランダムフィールドモデリングとそれを用いた確率均質化解析について一定の成果を得ており、その一部は昨年度国際会議等で口頭発表しているが、本年度もさらなる進展を国際会議で発表する。これらの内容については、Stefanou教授の共同研究として引き続き議論を進めている。

In that year, we carried out research on composite materials and used the FDM method to produce resin parts.いて, the uncertainty of inner geometry, 2-dimensional または, 3-dimensional なmicroscopic observation, を経たimage processing, etc.したランダムフィールドモデリングによりモデル化するこれまでの Results を citedし, confirmed Rate homogenization, accuracy, rate analysis, application, usefulness, and investigation. The progress of the construction of special and non-woven based composite materials based on the microscopic view and the strength of the structure are taken into accountムフィールドモリングを実士し, and the strength and accuracy characteristics of the bureau inside the film were investigated.これらについて、The uncertainty of geometry that exists within the material するをモデル化し、The reference of numerical value analysis したことはInitial test みであると公に、それを Use the bureau's strength evaluation 価やそのモデリングは, and the results of the center where this research project is implemented につながると考えられる. When the content is not known, the famous international conference of the famous international conference, the oral expression of the table, the research of this study, the microscopic view of heterogeneous materials Stefanou, the leading researcher of ランダムフィールドモデリングのThis topic was developed through joint research by professor and professor. The starting point of this project was international joint research Research on the subject, research on the topic of the discussion, and the European Conference on Scientific Calculation Methods (ECCOMAS2022) last year. Discussion on the topic of "Elsevier's English thesis journal", "co-authored results", "public table", "original goal", "international joint research", "results" and "results".また、FDM parts についてもStructure measurement of the three-dimensional microscopic view およびそのランダムフィールドモデリングとそれを Use the accuracy of homogenization analysis This year's results are determined by the results, and the progress of this year's international conferences is reported.これらのcontent については and Professor Stefanou's joint research and としてcitation き続き Discussion を Advance めている.

项目成果

A Local Sensitivity-Based Multiscale Stochastic Stress Analysis Considering Random Arrangement Variation of Fibers in FRP by Homogenization Method and Improved Mesh Superposition Metho

均匀化法和改进网格叠加法考虑FRP纤维随机排列变化的局部敏感性多尺度随机应力分析

• 发表时间: 2021
• 作者: Miyake Masashi;Matsuda Tomoki;Sano Tomokazu;Hirose Akio;Shiomi Yasutomo;Sasaki Mitsuo;笠井恒汰;S. Tanimasu and S. Sakata
• 通讯作者: S. Tanimasu and S. Sakata

Multiscale Stochastic Analysis of FRP considering Microscopic Uncertainty based on Random Field Modeling of Microstructure and Experimental Microscopic Measurement

基于微观结构随机场建模和实验微观测量的考虑微观不确定性的 FRP 多尺度随机分析

• 发表时间: 2022
• 作者: Ishizu;K.;Ogawa;Y.;Yuki Arai and Sei-ichiro Sakata
• 通讯作者: Yuki Arai and Sei-ichiro Sakata

確率材料力学に関する基礎的検討

随机材料力学基础研究

• 发表时间: 2022
• 作者: Katagiri Kazuaki;Kishimoto Naoko;Yamaguchi Haruna;Okumura Toshihiko;Kawakita Sonomi;Honda Shinya;Sasaki Katsuhiko;坂田 誠一郎
• 通讯作者: 坂田 誠一郎

逐次局所近似による一方向繊維強化複合材料のマルチスケール確率応力解析の複数変数モデルを用いた高精度化の検討

利用逐次局部逼近多变量模型提高单向纤维增强复合材料多尺度随机应力分析精度的研究

• 发表时间: 2021
• 作者: 平田将之;坂田誠一郎
• 通讯作者: 坂田誠一郎

微視組織のランダム性を考慮した弾塑性解析による炭素鋼のビッカース硬さ評価

考虑微观组织随机性的弹塑性分析碳钢维氏硬度

• 发表时间: 2021
• 作者: Mizutani Takeru;Satake Urara;Enomoto Toshiyuki;野口 弘幹，坂田 誠一郎，仲井 正昭
• 通讯作者: 野口 弘幹，坂田 誠一郎，仲井 正昭