2021 Fiscal Year Annual Research Report
Enhancing brittle crack arrest ability of ultra-thick steel structures by mechanism investigations
| Project/Area Number |
20F20364
|
|---|
| Research Institution | The University of Tokyo |
|---|
Principal Investigator |
柴沼 一樹 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (30611826)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
TU SHENGWEN 東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 外国人特別研究員
|
|---|
| Project Period (FY) |
2020-11-13 – 2023-03-31
|
| Keywords | 重合メッシュ法 / 弾塑性解析 / 精度検証 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
重合メッシュ法に基づく3次元亀裂伝播モデルを鉄鋼材料に適用するには弾塑性構成式の重合メッシュ法へと実装するためのアルゴリズム開発が必要となる。これを実現するために、まず弾塑性構成方程式を剛性方程式にリターンマッピング法において、重合メッシュ法におけるグローバル要素・ローカル要素間で相当塑性ひずみを共有するためのアルゴリズムを構築した。さらに、ニュートンラプソン法に基づく収束計算において安定的に解を取得可能となるような領域積分法として、ローカルメッシュとグローバルメッシュの積分点を一致させることの必要性を見出し、それを合理的に計算するためのアルゴリズムの実装を行った。
開発したコードを用いて、厳密解が既知である2次元の円孔問題および3次元の球孔問題に適用し、その精度の厳密な検証を行った。その結果、実用上最も重要となる局所応力場の精度に関して、従来の有限要素法の僅か10%以下の計算自由度数で同等の計算精度を実現可能であることが示され、その有効性が実証された。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究課題の実行計画において実現するための難易度が最も高いことが想定された重合メッシュ法の弾塑性問題に対する適用性拡張に成功した。これにより、本研究課題の最終年度の目標である弾塑性亀裂進展解析コードの開発の準備が整った。
|
| Strategy for Future Research Activity |
本年度の成果により、本研究課題の実行計画において実現するための難易度が最も高いことが想定された重合メッシュ法の弾塑性問題に対する適用性拡張が完了した。今後は、ローカルメッシュ更新に伴う塑性ひずみ成分のグローバルメッシュ・ローカルメッシュ間の受け渡しに関するアルゴリズム開発を行うことで、本研究課題の最終目標である弾塑性亀裂進展解析コードの開発を行う。
|
