Finite element analysis after manufacturing, aging or fracture using parallel parametric analysis system
Project/Area Number |
22K14167
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Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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Allocation Type | Multi-year Fund |
Review Section |
Basic Section 18030:Design engineering-related
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Research Institution | The University of Electro-Communications |
Principal Investigator |
遊佐 泰紀 電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 助教 (70756395)
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Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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Budget Amount *help |
¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
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Keywords | パラメトリックスタディ / 重合メッシュ法 / 大変形弾塑性解析 / パラメトリック解析 / 並列計算 / 非線形有限要素法 / ライフサイクル |
Outline of Research at the Start |
構造物の設計時の有限要素法解析では、製造から破壊までのライフサイクル中のあらゆる力学的挙動を予測することが求められるが、非常に困難である。そこで、本研究では、設計の妥当性を振り返って検証するための解析手法を開発・確立する。まず、レーザスキャナによる計測点群データを用いた製造後の構造物の変形解析手法を確立する。これに基づき、変形の経年変化を考慮した解析手法を開発する。また、破壊後の亀裂形状を活用した亀裂進展解析手法を提案する。以上の解析では、情報の不完全な部分に対して多数のシナリオを想定し、パラメトリックスタディを行う。そのための並列パラメトリック解析システムの構築と高速化を実施する。
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Outline of Annual Research Achievements |
令和 4 年度は、孔の位置の設計のための並列パラメトリック解析システムの開発、その並列パラメトリック解析手法の大変形弾塑性問題への展開、レーザ計測点群を用いた変形解析手法の改良を実施した。おおむね順調に進展している。 並列パラメトリック解析手法・システムは本研究の中核を成す計算技術である。まず、孔の位置の設計のための並列パラメトリック解析手法・システムを開発した。この解析手法は Message Passing Interface(MPI)による並列計算と重合メッシュ法に基づく。このアプローチにより、孔の位置をパラメータとするパラメトリック解析を大幅に高速化・自動化した。実際に PC クラスタを用い、孔の位置に対する応力拡大係数の変化を網羅的に計算できることを数値的に実証した。 次に、この並列パラメトリック解析手法を大変形弾塑性問題に展開した。大変形弾塑性解析では、解析結果と実験結果を比較しながらパラメトリックスタディを行うことが多いが、一つひとつの解析が長大な計算時間を要する。そこで、このようなパラメトリック解析を MPI によって並列化した。実際に、材料パラメータや解析パラメータを変更しながらパラメトリック解析を実施し、高速化を達成した。 また、レーザ計測点群を用いた変形解析手法の改良を実施した。仮想的に作成した点群データと実際に計測した点群データのそれぞれを用い、解析に与える拘束条件の種類、データ処理の方法などを検討した。
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Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
令和 4 年度は、孔の位置の設計のための並列パラメトリック解析システムの開発、その並列パラメトリック解析手法の大変形弾塑性問題への展開、レーザ計測点群を用いた変形解析手法の改良を実施した。本研究の中核を成す計算技術である並列パラメトリック解析手法・システムは、まだ改良の余地があるものの、開発済みである。レーザ計測点群を用いた変形解析手法の改良も順調に進展している。
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Strategy for Future Research Activity |
今後は、並列パラメトリック解析手法・システムの改良を進めていく予定である。また、レーザ計測点群を用いた変形解析手法は実機適用を進める予定である。さらに、破壊後の亀裂形状を用いた亀裂進展解析技術を開発していく予定である。
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Report
(1 results)
Research Products
(4 results)