| 研究課題/領域番号 |
18K04440
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分23010:建築構造および材料関連
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| 研究機関 | 工学院大学 |
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研究代表者 |
山下 哲郎 工学院大学, 建築学部(公私立大学の部局等), 教授 (80458992)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2021年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
2020年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2019年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
2018年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
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| キーワード | 円筒ラチスシェル / 塑性座屈 / 変形性能 / 線形座屈解析 / ３Dプリンター / 形状初期不整 / アルミ / ステンレス / 座屈 / 塑性変形性能 / アルミニウム / 軸圧縮 / ３Dプリント / 軸圧縮実験 / 塑性座屈荷重 / 接線係数理論 / アルミ合金 / 軸圧縮座屈 / せん断座屈 / 弾塑性座屈 / ラチスシェル / 円筒 |
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| 研究成果の概要 |
本研究では、軸圧縮を受ける縦型金属製円筒ラチスシェル構造の弾塑性座屈耐力と座屈後変形性能の評価を数値解析と実験を併用して実施し、数値解析を実験により検証した。実験においては3Dプリンターにてアルミとステンレスの試験体を製作し、試験体の3Dスキャンデータより形状初期不整を含んだ骨組モデルを抽出する手法を開発した。研究対象を軸力支配型の三角形格子と曲げ支配型の六角形格子ラチスシェルとしたが、その弾塑性座屈耐力についてはいずれの場合も古典的な接線係数理論により精度よく推定可能であり、塑性変形性能は線形座屈荷重と降伏荷重から定められる正規化細長比の2乗に逆比例する関数で概ね近似できることを見出した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
近年縦型単層ラチス構造が重層構造の柱や外周あるいは塔状構造物に使用されている。縦型の場合は支持する荷重が大きいため部材が太く塑性座屈を生じ座屈後の靭性も必要である。本研究は実験と解析の両面より軸圧縮を受ける円筒ラチスシェル構造の塑性座屈耐力と座屈後変形性能を評価し、簡単な線形座屈解析と塑性解析で軸圧縮塑性座屈荷重と塑性変形性能が推定可能なことを示した。試験体はアルミとステンレスを材料として３Ｄプリンターで製作し、３Ｄスキャンデータより初期不整を含んだ骨組モデルを抽出する方法を開発した。これにより以降金属製ラチスシェル構造の弾塑性座屈実験が安価に実行でき、この分野の実証的研究に寄与する。
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