| 研究概要 |
平成5年度においては,前年度に開発したタイヤと土の3次元有限要素接触解析プログラムの更なる精度向上を図るため以下の点から見直した.その概要は,以下の通りである.【接触解析精度】理論解の求められる3次元弾性体-弾性体接触問題であるHertz接触を対象として,既にプログラムに用いている接触特殊要素の他に,更なる精度向上が期待できる四角形特殊要素を用いた場合を検討した.その結果,いづれの要素でも同様な傾向が得られ,対象とする問題の規模により適宜使い分けることが可能と判明した.なお,Hertzの解と定性的挙動は一致するが,解析結果は接触面中央付近でやや大となる接触圧となり,接触解析手順の改良の必要性も明らかとなった.また,ペナルティ数は剛性行列の対角成分の最大値をもとに,大きさを決定する方法としたが,接触判断が適当でない場合,過大な接触圧となり計算不能に陥ることがあり,更に検討を要する.なお,今回の見直しでは摩擦力は考慮していない.【計算実行環境】3次元接触解析は,現在の大型計算機上で実行する場合,簡単なHertz問題でもCPU時間がかかり,弾性と仮定した土の上に置かれたタイヤの定性的沈下問題ではスーパーコンピュータを用いなければ解けない事が判明した.その対策として,(1)用いる要素数を減らす事で解析精度を犠牲にする方法;(2)スーパーコンピュータの利用を前提として,プログラムを高度にチューニングする方法が考えられる.今後の本格的な弾性-弾塑性解析では明らかにこれまで以上の計算時間増加が予想されるので,(2)の方向で更にプログラムを改良することが必要と思われる.【その他】対象とする土のモデルとして既にMohr-Coulomb弾塑性を仮定しているが,そのパラメータの妥当性は時間の関係で実験的に検討できなかった.
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