東北大学大学院工学研究科次世代航空機研究センター関係各位


【お知らせ】
１) 日本航空宇宙学会 空気力学部門に発足した「高レイノルズ数空力」研究会の活
動の一環として，2018年7月4日（水）-6日（金）に宮崎で開催されます第50回流体力
学講演会/第36回航空宇宙数値シミュレーション技術シンポジウムにて，企画セッ
ション「高レイノルズ数流れと空気力学」を開催します．高レイノルズ数流れや空気
力学に関する実験及び数値解析研究の議論の場として，是非ご参加いただければ幸い
です．
学会ホームページ：http://branch.jsass.or.jp/aerocom/ryu/ryu50/
「高レイノルズ数空力」研究会ホームページ：
http://branch.jsass.or.jp/aerocom/activities/seminar/high_re/

【本センターに関する論文の紹介】
[題目] ：Numerical simulation of progressive damage and failure in composite
laminates using XFEM/CZM coupled approach
[著者] ：R. Higuchi, T. Okabe, T. Nagashima
[雑誌名他（URL等）] ：Composites Part A: Applied Science and Manufacturing
[概要] ：構造解析で広く用いられる有限要素法（FEM）においては，変位とひずみを
関係づけるBマトリクス，ひずみと応力を関係づけるDマトリクスを用い，各要素に特
徴を持たせられるのが最大の魅力である．拡張有限要素法（XFEM）とは，連続体内部
のき裂等による不連続性を，Bマトリクスを局所的に修正することで取り扱う手法で
ある．これにより，要素内に不連続場を導入でき，き裂進展などの不連続問題をリ
メッシュなく解くことができる．この点がXFEM最大の魅力であり，本手法は近年，複
合材料の損傷進展解析の分野で高い注目を集めている．本論文では，炭素繊維強化プ
ラスチック（CFRP）積層板を対象とし，XFEMを用いた高精度な強度予測ツール開発に
取り組んだ．具体的には，CFRPの層内き裂をXFEMにてモデル化し，さらにCFRP特有の
静水圧依存の弾塑性応答，繊維破断の寸法依存性，成型時の熱残留応力といった複合
材料特有の性質を考慮することで，強度予測の高精度化を試みた．特に，静水圧依存
性弾塑性構成則を組み込んだ三次元XFEM解析は世界初の試みである．検証解析として
実施した円孔材引張解析においては全積層構成において，強度の予測精度は±10%未
満であり，先行研究と比して非常に高精度での予測を達成した．本成果は複合材料の
強度解析における提案手法の有用性を示すものである．また，感度解析によって，塑
性変形や熱残留応力が強度へ及ぼす影響についても言及している．



【連絡先】
東北大学 大学院工学研究科 次世代航空機研究センター事務局
星 杏奈（Anna Hoshi）
〒980-8579 仙台市青葉区荒巻字青葉6-6-01
TEL: 022-795-7998 FAX: 022-795-7998
E-mail: next@cfd.mech.tohoku.ac.jp
URL: http://www.next.mech.tohoku.ac.jp/
(*)本メールへの返信はご遠慮頂き、お問い合わせは上記アドレスにお願いします。