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ヘビサイド関数のみを拡充したXFEMの非線形構造解析への適用

研究課題

研究課題/領域番号 15K04761
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 計算科学
研究機関上智大学

研究代表者

長嶋 利夫  上智大学, 理工学部, 教授 (10338436)

研究分担者 末益 博志  上智大学, 理工学部, 教授 (20134661)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2017年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2016年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2015年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
キーワード計算力学 / 拡張有限要素法 / き裂進展解析 / 弾塑性解析 / 損傷進展解析 / 結合力モデル / き裂 / 非線形有限要素法
研究成果の概要

ヘビサイド関数のみを拡充した拡張有限要素法(XFEM)を非線形構造解析に適用した.有限要素法解析で用いられている三次元8節点六面体要素および三次元6節点五面体要素における不連続領域に対して,ヘビサイド関数だけを拡充したXFEMの定式化を実施したのち、プログラム実装を行った.提案手法を用いてき裂つき平板の弾塑性解析および結合力モデルを用いた円孔つきCFRP積層板の損傷進展解析を実施し,解析手法の妥当性,有効性を実証した.

報告書

(4件)
  • 2017 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2016 実施状況報告書
  • 2015 実施状況報告書
  • 研究成果

    (46件)

すべて 2018 2017 2016 2015

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (43件) (うち国際学会 14件)

  • [雑誌論文] Numerical simulation of progressive damage and failure in composite laminates using XFEM/CZM coupled approach2017

    • 著者名/発表者名
      R. Higuchi, T. Okabe, T. Nagashima
    • 雑誌名

      Composites Part A: Applied Science and Manufacturing

      巻: 95 ページ: 197-207

    • DOI

      10.1016/j.compositesa.2016.12.026

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 結合力モデルを用いた準三次元XFEMによるCFRP積層板の損傷進展解析2017

    • 著者名/発表者名
      島崎紗緒里,長嶋利夫
    • 雑誌名

      日本計算工学会論文集

      巻: 20170008

    • NAID

      130006832406

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Development of a damage propagation analysis system based on level set XFEM using the cohesive zone model2016

    • 著者名/発表者名
      Nagashima,T., Sawada, M
    • 雑誌名

      Computers and Structures

      巻: 174 ページ: 42-53

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 面内および面外負荷下におけるCFRP積層板の損傷進展解析手法に関する検討2018

    • 著者名/発表者名
      宮脇雄大,長嶋利夫
    • 学会等名
      JCCM9
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 複合材料構造の強度評価のためのXFEMに基づく解析システムの開発2018

    • 著者名/発表者名
      長嶋利夫
    • 学会等名
      JCCM9
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 孔を有する複合材料構造を対象としたXFEMによるシェル構造解析手法の検証2018

    • 著者名/発表者名
      金内優介,長嶋利夫
    • 学会等名
      JCCM9
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 結合力モデルを用いた面内および面外負荷を受けるCFRP 積層板の損傷進展解析2018

    • 著者名/発表者名
      宮脇雄大,長嶋利夫
    • 学会等名
      第23回計算工学講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] XFEMによる混合モード下におけるCFRP積層試験片のき裂進展解析2018

    • 著者名/発表者名
      角矢騎和,長嶋利夫
    • 学会等名
      第23回計算工学講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 準三次元XFEMによるCFRP擬似等方性積層板OHT試験片の損傷進展解析2017

    • 著者名/発表者名
      島崎紗緒里,長嶋利夫
    • 学会等名
      第22回計算工学講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 内製XFEMコードを用いた三次元き裂解析システムの開発とその精度評価2017

    • 著者名/発表者名
      長嶋利夫,石橋航
    • 学会等名
      第22回計算工学講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 面外荷重を受けるCFRP積層板の損傷進展解析手法に関する検討2017

    • 著者名/発表者名
      宮脇雄大,長嶋利夫
    • 学会等名
      第22回計算工学講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 準三次元XFEMによる複合材料積層板の面内・面外負荷下での損傷進展解析2017

    • 著者名/発表者名
      樋口諒,岡部朋永,長嶋利夫
    • 学会等名
      第22回計算工学講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Development of a three-dimensional crack analysis system using XFEM and its accuracy evaluation2017

    • 著者名/発表者名
      Nagashima, T.
    • 学会等名
      USNCCM14
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Evaluation of Fatigue Crack Propagation Behavior Crossing Interface in Cladded Plates Using XFEM2017

    • 著者名/発表者名
      Nagai, M. , Murai, K,, Nagashima, T, Miura, N.
    • 学会等名
      ASME/PVP2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of Analysis System based on XFEM to Evaluate Strength of Composite Structures2017

    • 著者名/発表者名
      Nagashima, T.
    • 学会等名
      2nd-SEAJCCM
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Progressive Damage Analysis of CFRP Laminates under In-Plane and Out-of-Plane Loading Conditions Using XFEM/CZM Coupled Approach2017

    • 著者名/発表者名
      Higuchi, R., Okabe, T., Yoshimura, A., Nagashima, T.
    • 学会等名
      20th International Conference on Composite Structures
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 結合力モデルを用いた面外負荷下におけるCFRP積層板の損傷進展解析,2017

    • 著者名/発表者名
      宮脇雄大,長嶋利夫
    • 学会等名
      第30回計算力学講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 複合材性航空機構造の計算機援用仮想試験へ向けた準三次元XFEM解析ツール開発2017

    • 著者名/発表者名
      樋口諒,岡部朋永,吉村彰記,長嶋利夫
    • 学会等名
      第30回計算力学講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] XFEMによる自由表面を有する薄肉構造物の幾何学的非線形解析2017

    • 著者名/発表者名
      長嶋利夫,金内優介
    • 学会等名
      第30回計算力学講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Development of stress analysis system using XFEM and its application to composite laminate2017

    • 著者名/発表者名
      Nagashima, T.
    • 学会等名
      COMPSAFE 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] XFEM Analysis of Progressive Damage and Failure in CFRP Laminates under In-Plane and Out-of-Plane Loading Conditions2017

    • 著者名/発表者名
      Higuchi, R., Okabe, T., Yoshimura, A., Nagashima, T.
    • 学会等名
      American Society for Composites (ASC) 32nd Annual Technical Conference
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] XFEMを用いた自由表面を有する薄肉構造物の応力解析2016

    • 著者名/発表者名
      長嶋利夫,金内優介
    • 学会等名
      第29回計算力学講演会
    • 発表場所
      名古屋大学(愛知県・名古屋市)
    • 年月日
      2016-09-22
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 結合力モデルを用いた準三次元XFEMによるCFRP積層板の損傷進展解析2016

    • 著者名/発表者名
      島崎紗緒里,長嶋利夫
    • 学会等名
      第29回計算力学講演会
    • 発表場所
      名古屋大学(愛知県・名古屋市)
    • 年月日
      2016-09-22
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 横荷重を受けるCFRP積層板の損傷進展解析手法に関する検討2016

    • 著者名/発表者名
      宮脇雄大,長嶋利夫
    • 学会等名
      第29回計算力学講演会
    • 発表場所
      名古屋大学(愛知県・名古屋市)
    • 年月日
      2016-09-22
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 結合力モデルを用いたCFRP積層板の動的陽解法による損傷進展解析2016

    • 著者名/発表者名
      宮脇雄大,長嶋利夫
    • 学会等名
      第58回構造強度に関する講演会
    • 発表場所
      北海道大学(北海道・札幌市)
    • 年月日
      2016-08-04
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] XFEMによるシェル構造解析手法の開発(第1部解析手法)2016

    • 著者名/発表者名
      長嶋利夫
    • 学会等名
      第58回構造強度に関する講演会
    • 発表場所
      北海道大学(北海道・札幌市)
    • 年月日
      2016-08-04
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] XFEMによるシェル構造解析手法の開発(第2部解析結果の評価)2016

    • 著者名/発表者名
      金内優介,長嶋利夫
    • 学会等名
      第58回構造強度に関する講演会
    • 発表場所
      北海道大学(北海道・札幌市)
    • 年月日
      2016-08-04
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Mesh-independent Modelling of Progressive Damage and Failure in Laminated Composite Materials2016

    • 著者名/発表者名
      Higuchi, R., Okabe T., Yoshioka K., Nagashima, T.
    • 学会等名
      WCCM XII & APCOM VI
    • 発表場所
      COEX  (Seoul, Korea)
    • 年月日
      2016-07-27
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Damage propagation analyses of CFRP laminate using quasi-3D explicit XFEM2016

    • 著者名/発表者名
      Shimazaki, S, Nagashima, T.
    • 学会等名
      WCCM XII & APCOM VI
    • 発表場所
      COEX  (Seoul, Korea)
    • 年月日
      2016-07-27
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Benchmark Analysis for Ductile Fracture Simulation-Description of Problems and Comparison of Results-2016

    • 著者名/発表者名
      Miura, N., Kumagai, T., Kikuchi, M., Takahashi, A., Kim, Y. J., Nagashima, T., Wada Y.
    • 学会等名
      WCCM XII & APCOM VI
    • 発表場所
      COEX (Seoul, Korea)
    • 年月日
      2016-07-25
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Benchmark Analysis for Ductile Fracture Simulation ?Crack Propagation Analysis using Elastic-plastic XFEM2016

    • 著者名/発表者名
      Nagashima, T., Murai, K.
    • 学会等名
      WCCM XII & APCOM VI
    • 発表場所
      COEX  (Seoul, Korea)
    • 年月日
      2016-07-25
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Evaluation of Ductile Crack Propagation Behavior for Subsurface Cracks in Cladded Plates Using XFEM2016

    • 著者名/発表者名
      Nagai, M. , Murai, K,, Nagashima, T, Miura, N.
    • 学会等名
      ASME/PVP2016
    • 発表場所
      Hyatt Regency Vancouver (Vancouver, BC, Canada)
    • 年月日
      2016-07-24
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 三角形二次要素を用いたXFEMによる二次元き裂解析2016

    • 著者名/発表者名
      長嶋利夫,澤田昌孝
    • 学会等名
      第21回計算工学講演会
    • 発表場所
      朱鷺メッセ(新潟県・新潟市)
    • 年月日
      2016-05-31
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] CFRP積層板の損傷進展解析における計算条件に関する検討2016

    • 著者名/発表者名
      宮脇雄大,長嶋利夫
    • 学会等名
      第21回計算工学講演会
    • 発表場所
      朱鷺メッセ(新潟県・新潟市)
    • 年月日
      2016-05-31
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 準三次元XFEMを用いた動的陽解法によるCFRP積層板の損傷進展解析2016

    • 著者名/発表者名
      島崎紗緒里,長嶋利夫
    • 学会等名
      第21回計算工学講演会
    • 発表場所
      朱鷺メッセ(新潟県・新潟市)
    • 年月日
      2016-05-31
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] X-FEMを用いた複合材料積層板の損傷進展および破壊に関する数値シミュレーション2016

    • 著者名/発表者名
      樋口諒,岡部朋永,長嶋利夫
    • 学会等名
      第21回計算工学講演会
    • 発表場所
      朱鷺メッセ(新潟県・新潟市)
    • 年月日
      2016-05-31
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 三次元き裂解析における内製XFEMコードの精度評価2016

    • 著者名/発表者名
      高濱菜摘,長嶋利夫
    • 学会等名
      第21回計算工学講演会
    • 発表場所
      朱鷺メッセ(新潟県・新潟市)
    • 年月日
      2016-05-31
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] XFEMによるクラッド付き平板の疲労き裂進展解析2015

    • 著者名/発表者名
      村井公則,長嶋利夫,永井政貴,三浦直樹
    • 学会等名
      材料力学カンファレンスM&M2015
    • 発表場所
      慶応義塾大学(横浜市)
    • 年月日
      2015-11-21
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] ヘビサイド関数だけを拡充した三次元き裂先端要素を用いたXFEM解析2015

    • 著者名/発表者名
      村井公則,長嶋利夫
    • 学会等名
      第28回計算力学講演会
    • 発表場所
      横浜国立大学(横浜市)
    • 年月日
      2015-10-11
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 準三次元XFEMを用いたCFRP積層板の損傷進展解析2015

    • 著者名/発表者名
      島崎紗緒里,長嶋利夫
    • 学会等名
      第28回計算力学講演会
    • 発表場所
      横浜国立大学(横浜市)
    • 年月日
      2015-10-11
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Application of XFEM using CZM to fracture analyses of CFRP composite laminate2015

    • 著者名/発表者名
      Nagashima. T.
    • 学会等名
      SEAJCCM
    • 発表場所
      Singapore
    • 年月日
      2015-09-22
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of a damage propagation analysis system based on XFEM using CZM and application to fracture problems2015

    • 著者名/発表者名
      Nagashima. T., Sawada, M.
    • 学会等名
      XDMS2015
    • 発表場所
      Ferrara, Italy
    • 年月日
      2015-09-10
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] XFEMによるCFRP積層板の損傷進展解析2015

    • 著者名/発表者名
      長嶋利夫
    • 学会等名
      第57回構造強度に関する講演会
    • 発表場所
      岡山理科大学(岡山市)
    • 年月日
      2015-08-07
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Fatigue crack propagation analysis by three-dimensional XFEM considering penetration behavior2015

    • 著者名/発表者名
      Nagashima, T., Murai, K.
    • 学会等名
      13th U.S. National Congree on Computational Mechanics (USNCCM13)
    • 発表場所
      San Diego, CA ,USA
    • 年月日
      2015-07-30
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ヘビサイド関数だけを拡充したき裂先端要素を用いたXFEMによる三次元き裂解析2015

    • 著者名/発表者名
      長嶋利夫,村井公則
    • 学会等名
      第20回計算工学講演会
    • 発表場所
      つくば国際会議場(つくば市)
    • 年月日
      2015-06-09
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 貫通挙動を考慮した三次元XFEMによる疲労き裂進展解析2015

    • 著者名/発表者名
      村井公則,長嶋利夫
    • 学会等名
      第20回計算工学講演会
    • 発表場所
      つくば国際会議場(つくば市)
    • 年月日
      2015-06-09
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2019-03-29  

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