| Project/Area Number |
20K14866
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 23010:Building structures and materials-related
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
Nakaso Yosuke 東京大学, 生産技術研究所, 特任講師 (70756361)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2022: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
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| Keywords | 天井 / 非構造材 / 安全性評価 / 人頭模型 / 衝撃 / 人体有限要素モデル / アルミ合金 / スプリット・ホプキンソン棒法 / ひずみ速度 / 落下物 / 人体安全 / 人頭有限要素モデル |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では，人頭有限要素モデルを用いて天井材の衝突角度や大きさを変化させたパラメトリック解析により天井材の頭部への衝突を模擬し，実験では計測困難なひずみや応力分布まで詳細に調べることで，より現実の被害に即した天井材の危険度評価法を確立する．本計画では，まず，天井材の物性値の取得及び構成式の提案を行う．次に，取得した天井材の物性値を利用して既往の天井材落下実験の模擬解析を行う．解析手法の妥当性を確認した後，人頭有限要素モデルを用いた衝撃解析を行い，最大荷重だけでなく頭部の応答加速度や頭蓋骨に発生する応力等について考察を行う．また，天井材のスケール効果や衝突角度についても検討する．
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| Outline of Final Research Achievements |
We proposed the quantitatively evaluation method by comparing the impact load generated during collision with the appropriate human tolerance for ceiling collapse, which occurs on a daily basis not only due to earthquakes but also due to dew condensation and rain leaks around the world. The impact load was measured using a strain gauge load cell installed under a dummy head In this study, the impact load and the stress generated in a head under various fall conditions were obtained by numerical analysis using a human head finite element model, and a risk assessment method that was more in line with actual damage was examined.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
世界各国で地震のみならず結露や雨漏り等の要因で日常的に発生している天井落下被害に対し、衝突時に発生する衝撃荷重と適切な人体耐性指標を比較することで危険度の定量的な評価手法を開発した．衝撃荷重は，マグネシウム合金製の人頭模型に天井材を衝突させ人頭模型直下のロードセルにより計測している．本研究では，様々な落下状況下における衝撃荷重や頭部に生じる応力等を人頭有限要素モデルを用いた数値解析により求め，より現実の被害に即した危険度評価手法の検討を行った．
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