3次元マルチスケール・モデリングに基づく粒状材料のマクロ構成関係の推定

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平成17年度は,平成16年度に開発した解析プログラムを用いて数値実験を多数行い,粒状材料のマクロ構成関係の推定を行った.本研究の主たる目的は,粒状材料のマクロ構成関係をマルチスケール解析に基づき評価・推定することである.マルチスケール法に基づく3次元ミクロ解析を用いて,塑性論をベースとする構成モデルの主要な要素である,流動則・負荷面(降伏面)・破壊基準などについて数値実験を行い考察した.さらに,現時点での構成モデルでは表現することの難しい主応力軸回転を受ける粒状材料の変形挙動について考察した.流動則については,p-q面内においては古典的塑性論で仮定されている非関連流動則がほぼ成立するが,π平面においては塑性ひずみ増分方向が一定では無く古典的な流動則の仮定が成り立たないことがわかった.π平面内においては塑性ひずみ増分の増分非線形性が非常に強く表れる.また,負荷面・降伏面に関してはp-q面内において角点が存在する可能性が高いことが数値実験の結果から確認された.破壊基準面については,従来の塑性理論で仮定されている形状にかなり近い形状になった.さらに,応力主軸回転時の粒状材料の変形特性については,粒状材料内部の微視的な構造異方性に大きく依存することなどがわかった。