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J-GLOBAL ID：202202262425511415   整理番号：22A0801480

化学-機械的カップリングと大変形による高分子由来セラミックの酸化のモデル化【JST・京大機械翻訳】

Modeling the oxidation of a polymer-derived ceramic with chemo-mechanical coupling and large deformations

著者 (5件)： Voges Jannik (Institute of Mechanics, Otto von Guericke University Magdeburg, Magdeburg, Germany) ,  Smokovych Iryna (Essen, Germany) ,  Duvigneau Fabian (Institute of Mechanics, Otto von Guericke University Magdeburg, Magdeburg, Germany) ,  Scheffler Michael (Institute of Materials and Joining Technology, Otto von Guericke University Magdeburg, Magdeburg, Germany) ,  Juhre Daniel (Institute of Mechanics, Otto von Guericke University Magdeburg, Magdeburg, Germany)
資料名： Acta Mechanica  (Acta Mechanica)
巻： 233  号： 2  ページ： 701-723  発行年： 2022年 
JST資料番号： H0344B  ISSN： 0001-5970  CODEN： AMHCAP  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： ドイツ (DEU)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： ポリマー由来セラミック材料の被覆挙動へのより良い洞察を得るために,外部機械的負荷の無い試料の拡散,酸化および反応誘起体積膨張をモデル化し,シミュレートした。このマクロスケールアプローチでは,出発材料と酸化物材料の組成を決定する酸化状態変数を用いた。モデルは,開始材料,酸化物材料および拡散気体材料の濃度の変化による自由エネルギーの変化に基づく反応速度を含む。これを用いて,シリコンフィラー粒子を含むペルヒドロポリシラザン(PHPS)系高分子由来セラミック(PDC)中の成長酸化物層をモデル化した。モデリングの機械的部分内で,著者らは,有限変形に関して体積膨張と拡散運動学の考慮を可能にする新-Hookean材料法則を使用した。3Dでのこの連続体定式化を導出し,1D定式化が著者らの考察において薄い酸化物層に対して十分であることを示すので,1Dまでそれを低減する。このような場合,反応誘起体積膨張は,バルク材料が横方向変形を妨げるので,酸化物層に直交する歪にほとんど制限される。両方の定式化,すなわち1Dと3Dを有限要素ソフトウェアFEAPに実装した。パラメータ研究を行い,実験データとの結果を比較した。体積膨張の存在下で拡散運動学を調べた。さらに,反応速度に及ぼす弾性エネルギーの影響を論じた。Copyright The Author(s) 2022 Translated from English into Japanese by JST.【JST・京大機械翻訳】

シソーラス用語： 拡散 ,  *酸化 ,  重合体 ,  *セラミック ,  反応速度 ,  *変形 ,  有限変形 ,  酸化物 ,  被覆 ,  *モデリング ,  *大変形 ,  ソフトウェア ,  一次元 ,  三次元 ,  定式化

分類 (4件)： 構造力学一般  (HD01000X) ,  平板  (HD03060Z) ,  塑性力学一般  (HC03010T) ,  ゴム・プラスチック材料  (HC02030I)

タイトルに関連する用語 (7件)： 化学 ,  カップリング ,  大変形 ,  高分子 ,  セラミック ,  酸化 ,  モデル化