| 研究課題/領域番号 |
19K04586
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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22020:構造工学および地震工学関連
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| 研究機関 | 函館工業高等専門学校 |
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研究代表者 |
渡辺 力 函館工業高等専門学校, 社会基盤工学科, 教授 (90249714)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2020年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2019年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
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| キーワード | Region-wise ZIG-ZAG理論 / 改良ZIG-ZAG理論 / Layer-wise理論 / 異方性積層板 / サンドイッチ板 / 三次元応力 / 面外応力 / Region-wise ZIG-ZAG 理論 / 改良 ZIG-ZAG 理論 / 複合材料 / サンドイッチ構造 / 等方性平板 / 剥離解析 / 改良ZIG-ZAG 理論 / 固有振動モード / 複合材料モデル / zig-zag理論 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
近年，接着工法による既設構造物の補修・補強において，FRPなどの複合材料が盛んに用いられているが，異方性積層板として取り扱われる複合材料に対して有効な構造解析法や剥離解析に有効な解析理論は未だ確立していない。本研究では， 複合材料で補強された鋼構造やコンクリート構造に対して，剥離解析に有効な改良ZIG-ZAG理論とLayer-wise ZIG-ZAG理論を開発することを目的としている。さらに，これらの理論に基づいた階層型複合材料モデル（階層型複合材料ZZ要素，階層型複合材料LZ要素，階層型粘着要素）により，接着接合された複合材料の剥離挙動を正確に評価できる効果的な構造解析法に発展させる。
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| 研究成果の概要 |
本研究では，剥離解析や複合材料と等方性材料からなるサンドイッチ構造へ改良ZIG-ZAG理論を適用するために，Layer-wise理論を融合させたRegion-wise ZIG-ZAG理論を開発した。このRegion-wise ZIG-ZAG理論では，積層構造を板厚方向に幾つかの領域に分け，その領域境界と領域内部に自由度を持たせる。領域内部のZIG-ZAG変位を効率的に表すために，高次の改良ZIG-ZAG理論を用いている。これにより，解析に必要な未知自由度数はLayer-wise理論に比べてかなり少なくなり，複合材料で補強された鋼・コンクリート構造の精密な構造解析が可能となる。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究では，剥離解析や複合材料と等方性材料からなるサンドイッチ構造へ改良ZIG-ZAG理論を適用するために，Layer-wise理論を融合させたRegion-wise ZIG-ZAG理論を開発した。このRegion-wise ZIG-ZAG理論ではLayer-wise理論に比べて未知自由度数が少なくなり，複合材料で補強された鋼・コンクリート構造の精密な構造解析を効果的に計算できる。
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