| Project/Area Number |
21K03939
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 20010:Mechanics and mechatronics-related
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| Research Institution | Doshisha University |
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Principal Investigator |
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2023: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2022: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
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| Keywords | 多段部分構造モード合成 / 並列演算 / モード解析 / 非線形振動解析 / ガタ構造物 / 解析効率化 / 解析自由度 / 多段モード合成 |
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| Outline of Research at the Start |
自動車等の開発では，100万節点以上の大規模な有限要素解析により，効率向上（期間，費用）に努めている．
しかし，解析モデルの大規模化に伴う解析時間の大幅な増大は大きな問題であり，短縮する為に自動多段モード合成（以下，AMLS）による振動解析が汎用構造解析コードに対して提供され普及しつつあるが，線形構造に限定されており，ガタ等の非線形要素を含む構造への展開ができない問題がある．
そこで，本研究では非線形振動系を線形構造と非線形要素に分けて，線形構造にAMLSを適用し自由度を大幅に削減した上で，非線形要素で結合する新しい振動解析法を開発し，従来法に対する解析時間の大幅な短縮化を実現する．
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| Outline of Final Research Achievements |
Large-scale vibration analysis using product-scale finite element models is often used as an alternative to experiments for improving the efficiency of mechanical product development, however the use of large-scaled nonlinear models using direct methods require enormous analysis time. As a solution to this problem, Automated Multi-Level Substructuring (AMLS) has been provided for general-purpose structural analysis codes. But multi-level substructuring method is limited to linear structures and cannot be applied to complex structural systems which include nonlinear elements. Solving large-scale nonlinear equations is not realistic. Therefore, it is not widely applied and many problems remain in product development. In this study, we applied multi-level substructuring to a structural sample with more than 1,000,000 degrees of freedom and performed nonlinear transient response analysis, and found that the analysis time was significantly reduced without degrading analytical accuracy.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
自動車等の量産製品では開発期間短縮やコスト削減の為には，試作機を用いた性能や耐久性の検証実験を削減する必要があるが，実現するには従来技術的な困難性から回避されてきた非線形要素を含む振動解析法と解析環境の整備が必要である．
非線形な振動解析が一般的になれば，従来は実験経験的に定められてきた設計基準等の現象解明が進み，製品性能や耐久性向上に必要な設計改善が設計段階で可能になる．
本研究では，第一段階として市販の多段モード合成ソフト（AMLS）を利用した効率的（解析自由度，解析時間）な非線形振動解析を試行し，解析時間の大幅短縮を実証した．これにより，製品適用への環境整備を実施した．
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