2021 Fiscal Year Annual Research Report
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21H04089
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| Research Institution | Nagasaki University |
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Principal Investigator |
園部 陽平 長崎大学, 工学研究科, 技術職員
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | メッシュフリー解析 / 三次元曲面状き裂 / 応力拡大係数 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
発生直後の微小き裂のき裂面は，曲面状に成長することも多い．しかしながら，強度評価の際に参照可能な三次元曲面状き裂問題に関する応力拡大係数の厳密解や数値解は二次元き裂や三次元平面き裂問題と比べると非常に少ない．
そこで，本研究の目的は，三次元任意曲面状き裂の応力拡大係数の高精度解析手法の提案および提案手法を用いた三次元曲面状き裂問題に関する応力拡大係数の高精度数値解を提供することである．
そのため，本研究では，三次元任意曲面状き裂の応力拡大係数の高精度数値解析を可能にするメッシュフリー体積力法の提案およびその数値解析プログラムを開発した．提案手法では，求めるべき未知の内挿関数に移動最小二乗法を採用することで，き裂面となる場所に配置した節点情報から三次元任意曲面状き裂の応力拡大係数解析を可能にした．また，提案手法の有効性，精度および収束性の検証のために，部分球面状き裂，平面き裂の干渉および自由表面近傍の平面き裂問題の応力拡大係数解析を実施した．本手法で得られた解は，き裂面に配置する節点数の増加に伴った高い収束性を示し，厳密解や数値解と高精度に一致することが明らかになった．
本年度の研究では，無限体中に単独に存在する部分球面形状などの凹凸が少なく，非常になめらかな三次元曲面状き裂の応力拡大係数の数値解析に留まった．今後は，凹凸の激しいき裂面を有する複雑なき裂問題や，曲面状き裂の干渉問題の解析を実施し，有効性や精度を検証した上で，参照可能な数値解の提供を進めていく．
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