2019 Fiscal Year Research-status Report
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18K04443
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| Research Institution | Tokai University |
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Principal Investigator |
山本 憲司 東海大学, 工学部, 教授 (70311884)
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2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 引張ブレース / 格子シェル / 非抗圧性 / プレストレス / 座屈解析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
引張ブレース補剛されたEP曲面形状の格子シェルに対して、ブレースにプレストレスを導入した場合とブレストレスを導入しない場合の座屈耐力の比較を行った。ブレストレスの大きさをパラメータとし、0, 23.5, 47, 78.3, 156.6 N/mmのプレストレスを与えた5種類のモデルで解析を行った。プレストレスの弛緩を考慮し、さらに格子材、ブレース材の材料降伏を考慮した弾塑性座屈解析と、材料降伏を考慮しない弾性座屈解析をの2通りについて解析を行った。また外力分布は、等分布荷重と、2種類の偏在荷重とし、偏在率もパラメータとして3通りの解析を行った。これら多くの数値解析結果を用いてブレースのプレストレス有無による格子シェルの座屈耐力の違いを詳細に分析した。その結果、プレストレスを導入することで最も座屈耐力が高かったモデルに対し、プレストレスを導入しなかった場合の座屈耐力は7割程度の耐力であり、プレストレスを導入しなくても比較的高い座屈耐力を持つことを明らかにすることができた。
引張ブレース補剛された格子シェルの模型実験を行った。プレストレスを導入した試験体とプレストレスを導入しない試験体の2体についてそれぞれ加力実験を行い、両者の座屈挙動の比較を行った。その結果、両者の座屈耐力はほぼ同じであり、プレストレスの有無による挙動の違いは殆どないことを実験と数値解析により明らかにすることができた。ブレースの張力を測定する方法など実験方法を幾つか改善し、また数値解析についても格子部材の自重や初期不整を考慮するなど昨年度よりも詳細な分析を行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
ブレースにプレテンションを導入したモデルとプレテンションを導入しないモデルの座屈性状の違いを分析することについては、研究計画調書には記載しておらず当初の計画では分析を明確には予定していなかった。しかし、プレストレスの無い引張ブレースによる補剛効果を議論するには、プレストレスがある場合の座屈耐力も十分に把握する比較する必要があるものと判断し、本年度の研究期間は主にその分析に費やした。この為、引張ブレース補剛された格子シェルの非線形座屈挙動の把握には大きな進展があった。一方で、引張ブレースの非抗圧性を考慮した線形座屈解析手法（以下、非抗圧線形座屈解析）の提案については新たな研究成果は得られていない。
未検討な内容として、非抗圧線形座屈解析の極限点型座屈へ適用可能な数理モデルの検討、球形や円筒シェルなどその他のシェル形状のモデルについての検討、数理モデルとしてではなくより実際の設計を意識したモデルや分析とすること、などを考えている。
3か年の研究期間に対して研究全体の1/3程度の検討は実施できているものと考え、進捗状況は概ね順調と判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究を卒業研究のテーマに設定し、球形ドーム（リブドドーム）のプレストレスの違いによる座屈挙動の分析を試みる。プレストレスの有る場合と無い場合の座屈耐力の違いを明らかにする。
また、これまでの研究成果について学外発表が殆どできていない為、成果をまとめて査読論文に投稿する。
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| Causes of Carryover |
未使用額は5万円未満であり、計画と大きな差は生じていない。
概ね計画通りに使用している。
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