順応型解析手法による大規模海洋骨組の構造設計支援システムの開発

2000 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 10555345
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 都井 裕 東京大学, 生産技術研究所, 教授 (40133087)
• 研究分担者: 林 昌奎 東京大学, 生産技術研究所, 助教授 (70272515)
• キーワード: 海洋構造物 / 骨組構造 / 動的非線形解析 / 順応型解析手法 / 構造設計 / 最終強度 / 塑性 / 座屈

研究概要

本研究は、実際の海洋骨組構造物の極限強度設計に適用可能な汎用的な解析・設計システムを構築することを目的とする。すなわち、海洋環境下において重要な動的非線形解析(動的弾塑性有限変形解析)における順応型Shifted Integration法の計算アルゴリズムを確立する。さらに、順応型Shifted Integration法に適合した並列処理ソルバー、プリ・ポスト処理システム、外力評価ルーチンを一貫したハードウェア環境において開発し、合理的・効率的な大規模海洋骨組構造設計支援システムを構成することにより、本手法の実用化へのプロトタイプモデルとする。
本年度は、大規模海洋骨組・構造設計支援システムの完成および検証を目指して次の作業を行なった。すなわち、大規模計算のための並列処理・連立方程式ソルバー、プリ・ポスト処理プログラム、および波浪、地震などの全体強度に関連した外力評価ルーチンについて考察し、さらにはこれらと前年度までに作成した解析プログラムを統合整備することにより、全体システムを完成させる指針について検討した。これを複数の骨組構造体の強度解析および構造設計に試用することにより、実用上の問題点を解消するとともに、その有用性を検証した。特に、(1)動的クラッシュ挙動に対するASI有限要素解析アルゴリズム、(2)要素寸法に依存しない弾塑性損傷解析アルゴリズムを確立あるいは新規に開発し、様々な骨組鋼構造およびRC骨組構造の動的クラッシュ解析および弾塑性損傷解析に適用することにより、最高度の計算効率による高精度解析が可能であることを実証した。ハードウェア環境としては前々年度に購入したデジタルサーバシステムを解析計算に、前年度に購入したパーソナルコンピュータシステム、および今年度購入したマルチメディアプロジェクタをプリ・ポスト処理に使用した。また、本年度は本研究課題の最終年度となるため、これまでの成果をとりまとめた報告書を作成した。

研究成果

• [文献書誌] Daigoro Isobe,Ytaka Toi: "Analysis of Structurally Discontinuous Reinforced Concrete Building Frames Using the ASI Technique"Computers and Structures. Vol.76,No.4. 471-481 (2000)
• [文献書誌] Ytaka Toi,Jeoung-Gwen Lee: "Finite Element Crash Analysis of Framed Structures by the Adaptively Shifted Integration Technique"JSME International Journal, Series A. Vol.43,No.3. 242-251 (2000)
• [文献書誌] 李廷権,都井裕: "ASI法による骨組構造体の衝撃破断挙動の有限要素解析"生産研究. 第52巻,第8号. 329-333 (2000)
• [文献書誌] 李廷権,都井裕: "ASI法による骨組構造体の有限要素クラッシュ/破断解析"第49回理論応用力学講演会講演論文集. 197-198 (2000)
• [文献書誌] 李廷権,都井裕: "骨組構造の弾塑性損傷挙動の有限要素解析、pp.619-622"計算工学講演会論文集. Vol.5. 619-622 (2000)