1995 Fiscal Year Annual Research Report
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07455071
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| Research Category |
Grant-in-Aid for General Scientific Research (B)
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
久田 俊明 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (40126149)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
岡崎 覚万 日本飛行機(株), 本社技術本部, 係長
中村 衞 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助手 (10185803)
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| Keywords | 有限要素法 / 大変形解析 / シェル要素 / 空気膜構造 / リンクリング(しわ) / 異方性 / 感度解析 / 最適設計 |
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| Research Abstract |
本年度は次の項目について研究を進めた。
1.従来の空気膜構造物の調査と膜材料の決定:既存の空気膜構造について調査し、膜材料としてはナイロン繊維両面にゴムをコーティングしたゴム引布を選定することとした。
2.膜材料の特性試験:選定したゴム引布から切出した試験片を作成し、異方性を考慮した材料試験を行い、縦弾性係数Ex,Ey,ポワソン比Vxy,Vyx,横弾性係数Gxyを決定した。
3.標準負荷データの決定:建築学会の風荷重に関する設計指針(ECCS基準)に従い圧力分布を決定した。
4.有限要素解析プログラムの開発:変形追随型(following force)圧力に対応できるMITCシェル要素による有限要素解析コードを開発した。また弧長増分法ルーチンを完成し、リンクリング(しわ)発生後の解析も可能とした。更にチューブ半径、接続角度、要素分割数などを与えることにより自動的に二重空気膜ドームモデルを生成するプリプロセッサーを開発した。
5.二重空気膜ドームの基本形状の設計:直接微分法による感度解析法をプログラムに組込み、最急降下法によって風荷重に対し高剛性を発生するドーム形状を求めた。
6.実験との比較による解析コードの妥当性の検証:直径2m程度の半円形チューブ(チューブ経は約20cm)に0.3気圧をかけ、面内負荷及び面外負荷実験を行った。この実験結果と開発した有限要素法コードによる解析結果を比較したところ良好な一致を見た。これにより解析コードの妥当性が検証された為、チューブを積層した直径1m程度の小型ドームの実験は必要がなくなり中止した。
7.検討:以上の結果を踏まえ、次年度の大型実験へ向けての問題点を検討した。
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