Toshiharu Yamamoto

Development of simulation technology for production of porous polymeric membranes

Porous polymeric membranes are used for ion exchange membranes, membrane filter and separators of batteries owing to its micro-porous structure. Extension method is one of the inexpensive processes of such membrane. However, any suitable stability condition of the process has not yet been clarified. In this study, SEM (Scanning Electron Microscope) observations in production process are carried out and the simulation technology for production is developed for improvement in productivity. In this simulation model, the evolution equation of microscopic damage, constitutive equation depending on microscopic damage and the homogenization method are used for representation of evolution of micro-porous structure of crystalline polymer. It is indicated that numerical results obtained here are in good agreement with the SEM observations.

248 A 3D-Simulation for Fracture Prediction of Ductile Polymer Based on Propagation and Growth Cessation of Craze Using a Commercial FEM Solver

近年,計算機能力の著しい向上に伴い,汎用ソルバを利用 した構造部材の大変形解析や破断予測解析が広く行われる ようになってきている.また汎用ソルバが扱う材料則は年々 増えつづけ,特に金属材料に対してはかなり充実してきた感 もある.しかしながらポリマを対象とした材料則は未だ少な いのが現状である. ポリマは顕著なひずみ速度依存性をもち,ひずみの局所化 領域の伝ぱに伴い高クレイズ領域が伝ぱするなど,特徴的な 力学的応答を示す.ここでクレイズとは,ポリマ特有の損傷 形態の 1つであり,結晶性ポリマの延性破壊はクレイズの集 積により発生する.このようなポリマの特徴を再現でき,か つクレイズ挙動に基づいて破断予測を行える材料モデルは, 現在の汎用ソルバには導入されていない. 著者らは既報でポリマの力学的特徴を有する材料モデ ル,すなわちクレイズ依存性弾粘塑性構成式,クレイズ発展 式およびひずみ速度硬化則を提案し,クレイズの集積に基づ く破断予測を可能としてきたが,いずれも解析対象が最も簡 単な 2次元の平板引張問題に限定されていた. そこで本報では,新たに作成したユーザサブルーチンを介 して既報で提案した材料モデルを汎用ソルバ RADIOSSに組 み込み,クレイズ挙動を考慮した 3D-FEM解析を行う.得ら れた結果を実験結果ならびに汎用ソルバの弾塑性材料則に よる解析結果と比較検討することにより,本材料モデルの有 用性を評価する.