| 研究概要 |
開発する解析手法は,非均質材料の大変形解析を目標に据えているが,本年度は,その下準備として,主に線形問題に限定して節点積分有限要素法の定式化・プログラムへの実装,ならびに近似特性の調査・検証を行った.具体的には,線形三角形要素を用いた2次元線形弾性問題の有限要素解析コードLESOLID.ver.1をベースに,以下のプログラム開発を行い,解析手法の性能を検証した.
1.LESOLID.ver.1の節点ベース有限要素法への改変(LESOLID.ver.2)
LESOLID.ver.2の非均質体(材料が2個以上ある場合)への対応(LESOLID.ver.3)
LESOLID.ver.3を3次元問題}に対応させる(ESOLID.ver.4)4.LESOLID.ver.4をマルチスケール解析におけるミクロ構造の解析が可能なものに改変(ミクロマクロ連成解析プログラムへの組み入れを前提として周期境界条件に対応させる)(LESOLID.ver.5)
特に,節点積分有限要素法の近似特性や変形性能に関する基礎的な検討に際しては,低次の有限要素近似において重要な曲げ変形に伴うせん断ロッキングと非圧縮性に伴う体積ロッキングの問題や,円孔穴あき板における応力集中の問題,異種材料界面を含む複合構造の問題を設定し,自由度数や近似に利用する有限要素のゆがみに対する影響などを調査し,手法としての性能を確認した.また,節点近似に利用する有限要素の数の違いを考慮した数値解析を行い,その影響についても考察した.また,平行して2次元線形弾性体の節点ベース有限要素解析コードを超弾性体の有限変形問題に対応させ,さらにそれを3次元問題にも対応させた.
これらの成果により,提案する解析手法が最終的に完備すべき機能について,そのべースとなる計算プログラムの開発と性能検証を完了することができた.
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