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2020 年度 研究成果報告書

多軸応力下の材料構成則へのニューラルネットワークの適用性に関する研究

研究課題

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研究課題/領域番号 19K15136
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分23010:建築構造および材料関連
研究機関新潟大学

研究代表者

寺西 正輝  新潟大学, 研究推進機構, 助教 (80798322)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2021-03-31
キーワード材料構成則 / リターンマッピングアルゴリズム / ニューラルネットワーク / 金属材料 / 多軸応力場 / 非線形硬化則
研究成果の概要

本研究では,計算負荷の大きい弾塑性有限要素解析の実現のために,多軸応力下での硬化現象を再現可能,かつ,計算負荷が小さい材料構成則の開発を行うことを目的とする.その中で,高い計算効率および回帰性能を持つニューラルネットワークを用いて,材料構成則の新たな応力計算手法の開発を行った.まずは,一軸応力場において,本手法を適用した結果,従来手法に比べ計算時間が約70%低減されることを確認した.また,非線形硬化則の応力ひずみ関係を精度よく再現可能であることを確認した.さらに,多軸応力場に本手法を拡張し,従来手法と比べ計算時間が約90%低減されることを確認した.

自由記述の分野

建築構造

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では,ニューラルネットワークを用いて,多軸応力場において,硬化挙動を再現でき,かつ,計算負荷が小さい材料構成則を開発した.本手法を実装したFEMコードを用いて,これまで計算困難であった大規模解析を実用的な時間内で遂行可能となり,その結果により構造物の変形・破壊過程が明らかになり,構造物の適切な耐震性評価に繋がると期待される.

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公開日: 2022-01-27  

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