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エネルギー逸散・接触を伴う建築構造物の錐相補性条件に基づく高精度非線形解析法

研究課題

研究課題/領域番号 17760453
研究種目

若手研究(B)

配分区分補助金
研究分野 建築構造・材料
研究機関東京大学 (2006-2007)
京都大学 (2005)

研究代表者

寒野 善博  東京大学, 大学院・情報理工学系研究科, 講師 (10378812)

研究期間 (年度) 2005 – 2007
研究課題ステータス 完了 (2007年度)
配分額 *注記
3,400千円 (直接経費: 3,400千円)
2007年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2006年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2005年度: 1,400千円 (直接経費: 1,400千円)
キーワード対称錐 / 相補性問題 / 接触問題 / クーロン摩擦 / 不安定現象 / 弧長法 / 不確定性 / 数理計画法 / 対称錘 / 孤長法
研究概要

平成19年度は,以下に示すように,構造物の様々な応答量の不確定性に注目し,錐相補性条件に基づいて応答量のばらつきを評価する数値手法を開発した。
[1]構造物が受ける外乱の大きさや方向を正確に予測することは,本質的に困難である.また,現実の構造物は,解析モデルとは異なり,施工誤差や損傷などの影響を受けるため,その剛性は不確定である.本研究では,構造物の剛性と構造物に作用する外力の双方が非確率論的な不確定性モデルに従ってばらつくときに,構造物の応答のばらつきを安全側で評価する手法を提案した.特に,変位や応力などの静的な応答量のばらつきを,外側から近似する楕円体を求める手法を開発した.錐相補性条件を用いることで,このような楕円体は半正定値計画問題を解くことで得られることを示した.また,従来の区間解析で用いられる区間は1次元上の楕円体とみなせるため,提案手法は通常の区間解析の枠組を特別な場合として含むことを示した.本研究および関連研究の成果は,2編の論文として国際誌および英文編著に掲載された.
[2]本研究では,トラスに作用する外力が不確定な場合に,塑性崩壊荷重のばらつきを評価する数値手法を提案した.特に,死荷重と参照外乱の2種類の外力を考え,死荷重が非確率論的な不確性を有することを仮定する.このとき,塑性崩壊荷重の最小値を最悪塑性崩壊荷重と定義し,その値を求めるための混合整数計画問題を定式化した.さらに,分枝限定法および離接カットを用いて最悪塑性崩壊荷重を求めるためのアルゴリズムを提案し,数値実験によりその有効性を確認した.本研究および関連研究の成果は,1編の論文として国際誌に掲載された.

報告書

(3件)
  • 2007 実績報告書
  • 2006 実績報告書
  • 2005 実績報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2008 2007 2006

すべて 雑誌論文 (9件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (2件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Worst-case plastic limit analysis of trusses under uncertain loads via mixed 0-1 programming2007

    • 著者名/発表者名
      Y. Kanno and I. Takewaki
    • 雑誌名

      Journal of Mechanics of Materials and Structures 2

      ページ: 245-273

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ellipsoidal bounds for static response of framed structures against interactive uncertainties2007

    • 著者名/発表者名
      Y. Kanno and I. Takewaki
    • 雑誌名

      Interaction and Multiscale Mechanics: an International Journal 1

      ページ: 103-121

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Robustness analysis of trusses with separable load and structural uncertainties2006

    • 著者名/発表者名
      Y.Kanno, I.Takewaki
    • 雑誌名

      International Journal of Solids and Structures 43

      ページ: 2646-2669

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Are-length method for frictional contact problems using mathematical programming with complementarity constraints2006

    • 著者名/発表者名
      Y.Kanno, J.A.C.Martins
    • 雑誌名

      Journal of Optimization Theory and Applications 131

      ページ: 89-113

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Confidence ellipsoids for static response of trusses with load and structural uncertainties2006

    • 著者名/発表者名
      Y.Kanno, I.Takewaki
    • 雑誌名

      Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering 196

      ページ: 393-403

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Sequential semidefinite program for maximum robustness design of structures under load uncertainties2006

    • 著者名/発表者名
      Y.Kanno, I.Takewaki
    • 雑誌名

      Journal of Optimization Theory and Applications 130

      ページ: 265-287

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Three-dimensional quasi-static frictional contact by using second-order cone linear complementarity problem2006

    • 著者名/発表者名
      Y.Kanno, J.A.C.Martins, A.Pinto da Costa
    • 雑誌名

      International Journal for Numerical Methods in Engineering 65

      ページ: 62-83

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Arc-length method for frictional contact problems using mathematical programming with complementarity constraints2006

    • 著者名/発表者名
      Y.Kannno, J.A.C.Martins
    • 雑誌名

      Journal of Optimization Theory and Applications 131(掲載予定)

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Contact analysis of cable networks by using second-order cone programming2006

    • 著者名/発表者名
      Y.Kanno, M.Ohsaki
    • 雑誌名

      SIAM Journal on Scientific Computing 27

      ページ: 2032-2052

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [学会発表] Global optimization algorithm for worst-case limit analysis of trusses under load uncertainties2007

    • 著者名/発表者名
      Y. Kanno and I. Takewaki
    • 学会等名
      The 4th International Conference on Computational Methods (ICCM 2007)
    • 発表場所
      広島
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Confidence bounds for static response of braced frames with structural and load uncertainties2007

    • 著者名/発表者名
      Y. Kanno and I. Takewaki
    • 学会等名
      The 3rd Asian-Pacific Congress on Computational Mechanics (APCOM'07)
    • 発表場所
      京都
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [図書] Y. Tsompanakis, N.D. Lagaros, and M. Papadrakakis (eds.), Structural Design Optimization Considering Uncertainties2008

    • 著者名/発表者名
      Y. Kanno and I. Takewaki
    • 出版者
      Maximum robustness design of trusses via semidefinite programming
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書

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公開日: 2005-04-01   更新日: 2016-04-21  

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