2008 Fiscal Year Annual Research Report
非均質固体の大変形解析のための節点ベース有限要素法の開発
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19560057
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
寺田 賢二郎 Tohoku University, 大学院・工学研究科, 准教授 (40282678)
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| Keywords | 節点積分有限要素法 / 大変形問題 / 非均質材料 / リメッシング / マルチスケール / 亀裂進展問題 |
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| Research Abstract |
本年度は, 開発の最終目標としていた「メッシュ再生成副プログラムの導入による解析前および最中のリメッシング機能の付加」に関して, (a) 2次元超弾性体の有限変形問題に対する節点ベース有限要素解析コード(HESOLID. ver. 2)に, 初期メッシュおよび解析の途中で既存の節点群からメッシュを自動生成する機能と, (b) HENBFEM. ver. 1に新たな節点を付加, あるいは不要な節点を除外する節点再配置機能, という2つの仕様・機能を実装した. まず, 昨年度開発したHESOLID. ver. 2に, この2つの機能(a), (b)を追加すること(HESOLID. ver. 3の開発)から始め, その際のリメッシュにより, 変形履歴を保持する物質点がと節点位置が整合しなくなるので, 物理量のリマッピングアルゴリズムを開発して実装した. また, 繰り返し負荷などのいくつかの数値解析により詳細な精度検証も行った. 次に, HESOLID. ver. 3をマルチスケール解析におけるミクロ構造の解析が可能なものに改変した. そして, 特にミクロマクロ連成解析プログラムへの組み入れを前提として周期境界条件に対応させることに注力するとともに, 手法の持つ数値的不安定性を回避するために, 安定化項を付加したプログラムへと改変し(HESOLID. ver. 4の開発), 厳密解あるいは参照解のある問題を設定して精度検証を行った. 特に大変形問題については, 市販の汎用CAEソフトウェアなどとの比較により, 精度保証をするほか, 従来の要素ベースのFEMでは追従できないような非常に大きな変形まで解析が続行できることを確認した. さらに, 研究計画には無かったが, 節点積分の考え方を亀裂進展問題にも適用できるよう拡張したアルゴリズムを開発し, その適用性・有用性を確認した.
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Research Products
(2 results)
