各種負荷,各種環境条件下における材料特性を考慮した動弾塑性簡易構造解析法の開発

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12875023
• Research Institution: Kanazawa University
• Principal Investigator: 茶谷 明義 金沢大学, 工学部, 教授 (30019731)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 足立 忠晴 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 助教授 (20184187) ; 立矢 宏 金沢大学, 工学部, 助教授 (10216989)
• Keywords: 簡易構造解析法 / 弾塑性変形 / 骨組み構造 / 構造解析法 / 有限要素法 / 大変形 / トラス構造 / 宇宙構造物

Research Abstract

本研究では,衝撃荷重下における機械構造物の弾塑性大変形挙動の解析を簡便に行うことを目的として,基本的な骨組み構造における負荷,環境などの条件と,変形挙動の関係式を導き,同式に基づき,複雑な構造物の構造解析を行う,弾塑性構造簡易解析法の確立を目的としている.
まず,単純な骨組み構造の弾塑性変形挙動を表す単純な数式を導く方法を確立するために,有限要素法によって少数の梁要素からなるL形,門形などの基本的なトラス構造の弾塑性変形解析を行い,得られた結果より,これまでに提案した材料の動弾塑性変形挙動を適切に表す構成式のパラメータ,次数などを決定する方法を用いて,構造全体の負荷と変形挙動との関係を表す基礎式を導いた.つぎに,対象とした基本的な骨組み構造からなる複雑な構造物全体の弾塑性変形挙動を,以上で導いた基本的なトラス構造における弾塑性変形挙動を表す式によって解析する,弾塑性構造簡易解析法を考案した.ついで,実際に宇宙構造物などを対象として,弾塑性変形挙動解析を行い,その変形挙動を明らかにした.以上の方法で得られた結果と,有限要素法による解析結果とを比較したところ,提案する弾塑性構造簡易解析法によれば,短時間に解析解が得られるとともに,有限要素法では解の収束が困難な大変形挙動解析においても,安定して解が得られることを確認した.さらに,単純なフレーム構造の動弾塑性変形挙動を表す関係式を決定するための測定結果を得る実験装置の設計・試作などを行った.