マイクロポーラ材料における最適位相の材料定数依存性

摘要

実際の構造用材料は微細構造を持つ不均一な材料である.そのため，微細構造を考慮に入れた力学的挙動を調べる必要がある.しかし，微細構造を有する材料は，それ以上細分するとその物理的特性が変化する限界が存在する.そのため，それらの力学的特性を従来の連続体力学の手法を用いて表現するには，何らかの拡張が必要となる.微細構造を持つ材料の力学的挙動を連続体近似する手法の一つにマイクロポーラ弾性理論'>がある.これは材料の構成微細要素がそれ自身，材料全体の伸びや縮みなどと無関係に変形や剛体的に回転しうるものをいい，材料の物体点に対して変位の自由度に加え，マィク口回転と呼ばれる回転の自由度を加えたものである.そこで，本研究ではマイクロポーラ弾性理論に基づいた有限要素法の定式化と解析を行い，微視構造を有する材料の最適位相を求める.その結果より，マイクロポ一ラ弹性理論を適用した材料の位相形態における材料定数依存性について検討する.