構造縮約と入力縮約の両機能を兼備した変位と加速度の高精度予測縮約モデルの提案

2013 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 25630233
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 竹脇 出 京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (20155055)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 藤田 皓平 京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (40648713)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2015-03-31
• Keywords: 構造解析 / 縮約モデル / 非線形要素 / 振動数領域 / 入力縮約

Research Abstract

[1]少数節点縮約モデルに対して振動数領域での定式化を導入し、変位・速度・加速度の等価性条件に基づき入力モデルの変換や縮約を振動数領域で行う方法を展開した。構造モデルの縮約と入力の縮約を同時に行う点が新しい点である。振動数領域での定式化のため、(1)多くの変動パラメターに対する計算負荷の問題、(2)非線形モデルへの適用の問題等が存在するが、それぞれ、(1)変動パラメターに対するテイラー展開による入力変換での大幅な計算効率化と、(2)線形モデルを用いた入力モデルの変換と時間領域での非線形解析を結合した斬新な解析法の構築によりこれらの困難点を克服した。
[2]非線形モデル（リリーフ機構付ダンパー）に対しても本手法が高精度の性能を有する理論的根拠を解明した。さらに、非線形要素を含む原モデルに対する時刻歴応答解析結果との比較により、本提案手法が計算効率化と精度保持の両者の要求をバランスよく満足することを明らかにした。具体的には、リリーフ機構付き非線形オイルダンパーを有する建物について提案手法を適用し、その精度を明らかにした。
[3]骨組モデルをせん断型モデルに縮約する方法や、多自由度せん断型モデルを少自由度せん断型モデルに縮約する方法など、種々の構造縮約に対して提案手法の精度を明らかにした。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

構造縮約と入力縮約を同時に行う新しい概念を展開し、加速度まで精度よく追跡可能となることを明らかにした点はほぼ計画通りである。構造パラメターのばらつきを考慮した場合のテイラー展開定式化もほぼ計画通りである。

Strategy for Future Research Activity

非線形モデルについては、リリーフ機構付オイルダンパーだけでなく、その他のモデルについても定式化を適用したいと考えている。また、大規模骨組についても適用を考えている。

Expenditure Plans for the Next FY Research Funding

当初、提案手法の精度検証の実験などを行う予定であったが、定式化と数値例題作成などに予想以上の時間が必要となったため、精度検証の実験などは翌年に行うこととしたため。
引き続き、定式化の高度化と数値例題作成を行うとともに、前年に行う予定であった実験などを実施する。