材料力学手法の環境負荷評価技術への応用

材料力学方法在环境负荷评价技术中的应用

基本信息

  • 批准号:
    14655041
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 2.05万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Exploratory Research
  • 财政年份:
    2002
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2002 至 2003
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

材料力学の代表的手法である構造解析と信頼性工学を取り上げ、機械製品のライフサイクルの環境負荷への適用性の評価を行った。これまでは、ライフサイクル評価手法は、個々のプロセスごとの環境排出物を積算することによって計算が行われてきたが、必ずしも数学的な取り扱いの厳密性は求めて来なかった。本研究では、材力手法の拡張からマテリアルのバランスを検討し、マトリックスを組み立てる定式化を行うことによって、連立一次方程式の解として環境負荷評価を行う枠組みを検討した。マトリックス法としての定式化を完成させた後に、構造解析で確立している有限要素法技術の導入を行った。この結果、計算効率が飛躍的に向上するばかりでなく、境界条件の不足についても見通しを与えることが可能となった。この結果、与えられた境界条件のもとで、解が求まるか否かの判断を純粋に数学的考察から検討することが可能となった。また、リサイクルのようなループが存在する場合に、従来法では繰り返し計算により収束するまで評価を行ってが、本手法の開発によってどのような条件が不足していることが原因であるかの見通しを得ることが実現された。さらに、ループが多重に存在しても容易に解析が実現できる。データやモデルの不確定性の取り扱いに対しては、信頼性工学手法を導入した。この結果、ライフサイクルアセスメント後に最終的に必要となる改善解析の際、感度解析を有効に活用できることを示した。マトリックス法の導入を確立したことにより、確率有限要素法の適用を実現し、感度分析の評価も容易となった。定式化に基づいてエクセル上のワークシート処理により、マトリックス法による環境負荷分析、感度分析、不確定性解析、影響度解析の一連の流れを実現した。開発したシステムを用いて、複写機、製鉄プロセスを例にインベントリ解析を実施し、システムの性能とともに、重要データの抽出まで実現できることを確認した。
The representative methods of mechanics of materials include structural analysis, information engineering, evaluation of the applicability of mechanical products to environmental loads, etc. The calculation of environmental emissions is based on the calculation of the density of environmental emissions. In this study, the author discusses the formulation of the solution of the linear equation and the evaluation of the environmental load. After the completion of structural analysis, the introduction of finite element method The result, calculation efficiency and leap upward, the boundary condition and lack of communication and possibility The result, the boundary condition, the solution, the judgment, the pure mathematical investigation, the discussion, the possibility The method is to calculate and evaluate the conditions for the development of this method, and the reasons for this are to find out. This is the first time that a multi-dimensional structure has been created. The uncertainty of the data structure is introduced into the information engineering method. The result is that the final analysis is necessary to improve the analysis and sensitivity analysis. The introduction of finite element method is easy to establish and evaluate. Environmental load analysis, sensitivity analysis, uncertainty analysis and impact macro analysis are realized in the process of optimization and optimization. To confirm the implementation of the system's performance and the extraction of important information.

项目成果

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  • 资助金额:
    $ 2.05万
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