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繊維や粒子を強化材とする複合材料が機械特性の良好な 高性能材料として機械構造物に利用されている。特に、航 空機や電気自動車の主構造材として利用が広がっており、 省エネルギー化が要望される機械構造物の軽量化設計時に おいては使用材料の一つとして複合材料を検討対象とする ことは十分に価値があると言える。 複合材料は一般に不均質材料であり、その力学的特性は 通常の均質材料と比較して複雑なため、設計評価時におい ては等価力学特性の評価やマルチスケール応力解析など、 複合材料の力学的異方性や微視的不均質性を考慮した解析 を行う必要がある。 一方、複合材料の短所として、通常の材料と比較して弾 性特性や強度などの機械特性のばらつきが大きいことが知 られており、古くから材料強度のばらつきを推定する研究 が重要視されている 、また、成型法によっては安定した 品質の確保が課題になっている 。これは、複合材料構造 物の設計時に実材料のばらつきをより慎重に考慮した解析 設計手法が必要な事を示唆している。 加えて、2000年代半ばより、力学問題におけるコンピュー タシミュレーションの妥当性検証に関する研究の枠組みが 米国や我が国で報告されつつある。これは、従前の、いか にコンピュータシミュレーションで大規模複雑な問題を解 くかという関心に加え、コンピュータシミュレーションで 得られた結果は現実とどう対応するのかを検討する必要性 を示唆していると考えることができる。 この観点からも、複合材料の力学的評価を目的としたコ ンピュータシミュレーションにおいて、材料のばらつきを どのように評価するかは重要な問題であると言える。 ここで、1990年半ばから自然材料(石材や木材など)や 複合材料などに内在する微視的なばらつきが巨視的な特性 にどのような影響を及ぼすか、言い換えれば微視的なばら つきを考慮してどのように等価な力学的特性を求めるかと いう研究が見られるようになった 。 特に複合材料については、例えば Kaminskiや Koishi らが微視的なばらつきを考慮した等価弾性定数の解析法に ついて論じている。両者は同じ摂動法に基づく手法を提案 しており、Kaminskiはモンテカルロシミュレーションと比 較した解析精度を、また Koishiらはシングルスケールの摂 研究論文

sumato purosesu gakkaishi

Polynomial-based Approximate Inverse Stochastic Homogenization Analysis of a Particle Reinforced Composite Material Considering Correlated Multiple Microscopic Random Variations