| 研究概要 |
本研究は,当初,構造非線形応答問題の感度解析及び再解析手法の開発を行うことのみを目的に始められた。しかしながら,その実用性の確認も重要と考え,開発された手法を構造最適設計に適用することも,途中から研究に含めた。
まず,初年度は,材料非線形問題の有限要素法解析において,構造応答解析と同時に感度解析も行う手法の定式化を行った。さらに,計算で得られた感度を用いるTaylor級数展開法を適用して再解析を実施し,再解析解が厳密解と良い相関を示すことを確認した。具体的には,トラス構造,フレーム構造および2次元平面応力問題の弾塑性挙動を対象とした。この場合,各要素が正しく降伏条件を満足するための荷重倍率係数の感度が,再解析に際して重要であることを明らかにした。また,高精度の再解析解を得る手法として,繰り返し感度解析手法を開発した。
続いて,第2年度では,幾何学的非線形問題の感度解析と再解析手法の定式化を行った。まず,防撓パネルの弾性大たわみ挙動を解析解を用いて解析する場合を対象に,感度の定式化を行った。また,粱・柱要素を用いた有限要素法解析による弾性大たわみ解析に際して,感度も同時に計算する手法を開発した。本手法を適用した解析により,荷重制御の解析では,感度を用いた再解析解は座屈荷重近傍で大きく乱れることが明らかになった。
最終年度では,開発された感度解析及び再解析手法を構造最適化ルーチンに組み込んで最適設計を試みた。具体的には,弾塑性挙動を考慮したトラス構造,及びパネルの弾性座屈発生を許容した防撓パネルを対象として最小重量設計を試み,開発された手法の有用性を確認した。
基本的には,最適設計まで研究範囲を広げることが出来,当初の計画を上回る成果が得られた。
|
