| 研究課題/領域番号 |
10750055
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| 研究種目 |
奨励研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
工学基礎
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| 研究機関 | 東洋大学 |
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研究代表者 |
吉野 隆 東洋大学, 工学部, 講師 (60269496)
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| 研究期間 (年度) |
1998 – 1999
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| 研究課題ステータス |
完了 (1999年度)
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| 配分額 *注記 |
1,300千円 (直接経費: 1,300千円)
1999年度: 500千円 (直接経費: 500千円)
1998年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
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| キーワード | 破壊 / バネ-ブロックシステム / 数値計算 / 破壊現象 / バネーブロック系 |
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| 研究概要 |
弾性体の変形・破壊を効率良く数値計算するするためのアルゴリズムの開発に成功した。このアルゴリズムは、連続体である弾性体を「周囲と弾性バネで連結したブロックの集合」によって近似するものである。ブロックの運動を記述する式を弾性体の運動方程式から導出した後で、ブロックの運動方程式を用いてバネの伸びについての運動方程式を導出することに成功した。バネについての運動方程式をもとにして正方形領域の二次元弾性体の変形シミュレーションを行うアルゴリズムを開発した。本研究で開発したアルゴリズムを用いた弾性体の静的なつりあい状態を求める計算機シミュレーションの結果は、定性的に弾性体の変形をよく表していることが解った。このシミュレーションは最急勾配法(バネにかかる力に比例した変化量を与えてゆくことで徐々につりあい状態をにあるバネの伸びを求めてゆく方法)を用いている。また、準静的な破壊過程をシミュレートするアルゴリズムの開発にも成功した。アルゴリズムは、つりあい状態を求める部分と破壊条件を満たすバネを切断する部分の繰り返しによって構成されている。前述のように、このアルゴリズムではバネの伸びでシステムを記述しているために、バネの切断(破壊)を「該当部分のバネ定数をゼロにする」と記述するだけでよく、破壊減少を新たな境界の発生と考えなくて良いために、破壊過程を効率良く計算できるという特色を持っている。バネの切断は二種類のアルゴリズムを導出した。ひとつはバネの伸びがある長さを超えた場合にバネが切断するというもの、もうひとつはクーロンの破壊基準を満たすバネを切断するというものである。いずれの破壊基準においても、準静的な破壊過程を示す計算結果が得られた。
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