東北大学大学院工学研究科 土木工学専攻
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リカレント教育・公開講座

平成26 (2014) 年度公開講座 cpd.gif土木学会認定CPDプログラムcpd.gif
土木工学専攻・構造強度学分野
災害科学国際研究所・地域安全工学研究分野

「非均質体の巨視的な挙動に関する研究アプローチと展望」

日時:
平成26年7月19日(土) 9:30〜16:30
場所:
仙台市青葉区荒巻字青葉6-6-06 東北大学大学院工学研究科土木工学専攻
総合研究棟2階会議室2(205 号室)

講義の趣旨・目的:
社会基盤施設は,非均質な材料で取り囲まれ,かつ,多くが非均質材料で設計・建設されている.それらの設計時には巨視的な挙動が最も重要な情報ではあるが,巨視的な挙動は当然ながら非均質な微視構造が原因となっている.この講義では複合材料に焦点を絞って,継続して研究されている微視構造を考慮した巨視的挙動の予測と設計への適用のいくつかについての現状を紹介し,具体的な研究アプローチと成果および展望を講義する.

講義要目:
  1. 「マルチスケール解析手法とその工学的応用」 寺田賢二郎 教授

    均質化法に基づくマルチスケール解析手法の考え方と有限要 素法による数値解析の実際について解説し、その汎用化と工学 的応用例を紹介する。非均質体の例として、多結晶金属、コン クリート、繊維強化プラスチック(FRP)などを例にとって、 これらの微細構造に対する数値材料試験の方法と、その適用に よる巨視的材料挙動の特徴づけおよび微視的メカニズムの考察 を中心に、以下の項目を講義する。

    • イントロダクション:非均質体とその微細構造
    • 数値材料試験による巨視的材料挙動の特徴づけおよび微視的メカニズムの考察 I(多結晶金属の降伏挙動評価、炭素鋼の加工硬化特性と降伏強度評価、DP 鋼の成形限界特性評価)
    • 数値材料試験による巨視的材料挙動の特徴づけおよび微視的メカニズムの考察 II(コンクリート/繊維強化プラスチック(FRP)/ゴム/樹脂材料の弾性/粘弾性特性評価)
    • 数値材料試験の支援ツールの開発
    • マルチスケール・マルチフィジックス解析(多孔質体の熱伝導における孔からの熱伝達/焼結や酸化還元反応に伴う微細組織の経時的変化の考慮)
    • 固体と流体の局所相互作用を考慮した災害シミュレーション手法

  2. 「複合材料の解析的平均化手法」 岩熊哲夫 教授

    異なる材料から成る複合材料の平均化手法の古典から現在まで の主に解析的な手法について概説し,その力学的根拠について 詳細に説明する.その上で,現在の理論の拡張や精密化につい ての動向を説明する.箇条書きにすると以下のようになる.

    • Voigt および Reuss の古典的な解の簡単な考え方と上下界について説明する
    • Eshelby の発見を元に等価介在物法を利用した現代的な平均化手法,森・田中理論の説明をする
    • その力学の基本解を Fourier 積分で求める手法を概説する
    • 森・田中理論と上下界との比較を示し,実験値などとの比較の例を示した上で,理論の適用範囲について明確化する
    • さらに,終局強度に関連して,弾塑性の場合について概説する
    • 最後に,架空の母材に 2 種類の介在物を挿入した 3 相モデルによる 2 相材料の平均化手法を概説し,Hill の self-consistent 法に匹敵する森・田中近似モデルを概説すると共に,実際の積層 FRP 梁挙動の予測の実例を示す


時間割:
7月19日(土)
9:30〜12:30 「マルチスケール解析手法とその工学的応用」 寺田賢二郎 教授
13:30〜16:30 「複合材料の解析的平均化手法」 岩熊哲夫 教授
受講のご案内:
受講料は6,000円です.受講の注意は一般科目に準じます.
募集人員:
申込順に10名程度.ただし一日を通して受講できる方に限ります.
申し込み方法:
<事前申込>7月16日までの間に,東北大学工学研究科公開講座 を通してお申し込みください.
講義会場:
総合研究棟2階会議室2(205 号室)への行き方や場所については,会場への地図等をご参照ください.
食堂:
学内の食堂は営業しておりますのでご利用できます.


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