1997 Fiscal Year Annual Research Report
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07555309
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| Research Institution | Yokohama National University |
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Principal Investigator |
角 洋一 横浜国立大学, 工学部, 教授 (80107367)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
井山 向史 横浜国立大学, 工学部, 助手 (90013698)
川村 恭己 横浜国立大学, 工学部, 助教授 (50262407)
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| Keywords | き裂群 / 伝播形態 / 複合材 / 有限要素法 / スーパーエレメント / 残留応力 |
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| Research Abstract |
本研究では、実際の材料の微視的空間配置をモデル化した弾性特性および強度特性の異なる領域の集合体を計算機上に定義し、その巨視的な弾性特性だけでなく微視き裂の伝播・合体による破壊のシミュレーションも行える有限要素法プログラムを開発している。また、同様な考え方は船体構造などの剛性が複雑に変化する3時元構造体にも適用可能である。この種のシミュレーションには有限要素メッシュの自動生成が必須であり、修正4分木法、ペービング法など各種の自動要素生成手法についても研究を行っている。本年度の研究実績は以下の通りである。
(1)不均質材料の内部に存在するき裂群の相互干渉を伴う伝播形態解析理論を構築するとともに、この理論モデルを修正4分木法による有限要素自動分割プログラムに組み込んだき裂群解析システムを作成し、相互干渉を伴う伝播によるき裂群の形態形成メカニズムに関する知見を得た。
(2)複数疲労き裂の進展と合体プロセスを数値シミュレーションするとともに、その実験的検証を行い、マルチサイト・ダメッジの危険性を面内力を受ける場合と面外圧力を受ける場合について示した。
(3)不規則形状におけるき裂解析のための有限要素モデル自動生成手法について修正4分木法およびペービング法のプログラムを作成し、き裂進展時の伝播経路の誤差について検討した。
(4)き裂が複雑な溶接構造体内を伝播する場合に対して、溶接残留応力の影響を取り入れるとともに周辺構造とその弾性相互作用のある場合のシミュレーション手法をスーパーエレメント法を導入することにより解決し、実構造体内のき裂伝播解析の精度向上を図った。
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Research Products
(6 results)
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[Publications] Y.Sumi et al.: "A frnite-element simulation method for a system of growing cracks in a neterogeneous material" Mechanics of Materials. 印刷中. (1998)
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[Publications] Y.Sumi et al.: "Morphological aspects of fatigue crack propagation-PartI" International Journal of Fracture. 82. 205-220 (1996)
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[Publications] Y.Sumi et al.: "Morphological aspects of fatigue crack propagation-PartII" International Journal of Fracture. 82. 221-235 (1996)
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[Publications] Y.Sumi et al.: "Multiple fatigue cracks propagating in a stiffened panel" 日本造船学会論文集. 179. 407-412 (1996)
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[Publications] 角・船橋: "スーパーエレメントを用いた溶接構造体の疲労き裂伝播シミュレーション" 日本造船学会論文集. 180. 549-557 (1996)
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[Publications] 川村・角: "Paving法による四角形自動メッシュ生成法の自動き裂進展解析への適用" 日本造船学会論文集. 181. 347-356 (1997)
