| 研究課題/領域番号 |
18K11341
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| 研究機関 | 上智大学 |
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研究代表者 |
長嶋 利夫 上智大学, 理工学部, 教授 (10338436)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| キーワード | 計算力学 / 異種材界面 / J積分 / XFEM / 領域積分法 |
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| 研究実績の概要 |
これまでに開発した三次元拡張有限要素法（XFEM）解析プログラムNLXH3Dの実行を制御するプログラムを新たに開発し，異種材界面を含む構造物の疲労き裂進展解析が実行可能な解析システムを構築した．開発した解析システムはXFEMに基づいているため，１種類の有限要素モデルを準備するだけで良い．また，材料毎に異なる疲労き裂進展則（パリス則）を与えることができる．さらに，領域積分を実施するための積分領域が異種材界面に重ならない範囲で，それぞれの単一材料領域において応力拡大係数（K値）を算出し，それらの値を外挿することによって，異種材界面近傍における応力拡大係数（K値）を評価する．本システムを，異種材界面を含まない低合金鋼，クラッド材，および異種材界面を含むクラッド鋼材のCT試験片についての疲労き裂進展解析に適用した．解析結果については，別途実施している試験結果と比較を実施した．
一方，材料の機械的特性に温度依存性を有する場合の熱応力場中のき裂解析を実施するために，三次元伝熱XFEM解析プログラム：NLXFEM3Dheatと三次元熱応力XFEM解析プログラム：NLXFEM3Dstructを開発した．本開発において，機械的特性に温度依存性を有する場合においても，経路独立性を保つような補正項を追加した．これにより領域積分法により経路独立性を有するJ積分，とK値を評価できる．開発プログラムを用いて、いくつかのベンチマーク問題を実施し，それらの結果を参照解やFEM解と比較することによって，開発プログラムの検証を実施した.
開発プログラムの定式化および検証結果について英文論文を執筆し，学術雑誌に投稿した．
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
研究に必要な定式化、基本ソフトウェアの開発整備は終了した．
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| 今後の研究の推進方策 |
開発したプログラムを用いて，クラッド鋼を想定した異種材界面を含む構造物のJ積分の評価を試み，妥当性を検証する．
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| 次年度使用額が生じた理由 |
2019年度は，予定していた国際会議が延期になったり，謝金の支出計画が変更になったため，この金額となった．2020年度は，国際会議旅費か謝金の支出に充てる予定である．
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