【研究分野】機械材料・材料力学

【研究領域課題番号】16H04239 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

確率的シミュレーション / マルチフィジックスモデル / マルチスケールモデル / 複合材料 / 3D積層造形 / 不確かさ / 熱処理シミュレーション / 相変態 / 損傷進展 / 複合材料・物性 / 確率論 / 金属3D造形

【研究成果の概要】

繊維強化複合材料と3D積層造形品を主たる対象として、製造に起因するばらつき・不確かさを考慮し、材料特性予測や製造プロセス設計に役立つ確率的有限要素解析手法を開発した。複合材料のミクロ構造における不均質性が考慮できるマルチスケール問題、および、製造プロセスにおけるマルチフィジックス問題に焦点を当て、不確かさの要因分析、感度解析、不確かさの伝播の解析に有用な確率的モデリング・非線形シミュレーション法を開発した。

【研究の社会的意義】

繊維強化複合材料や3D積層造形品は今後の用途拡大が期待されているが、低コスト化・高サイクル化を図る新製造技術の開発において、試作品の特性にばらつきが生じ、次の試作時にばらつきの要因がどのように発現するか予測できないという不確かさの問題が障壁となる。開発した確率的シミュレーション法では、不確かさの要因を分析し、製造プロセス改善に役立てることが可能である。3D積層造形におけるサポート構造の設定方法などに欠かせない熟練技術者のノウハウの定量化は、技術伝承にも有用な新しいアプローチである。開発技術の応用例として、鋼材焼入れにおいて、鋼材成分のばらつきが及ぼす影響を定量的に算出することにも成功した。

【研究種目】基盤研究(B)

【研究期間】2016-04-01 - 2020-03-31

【配分額】17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)