| 研究概要 |
本年度は,拡張有限要素法(X-FEM)によるき裂やはく離のモデル化,疲労き裂進展解析手法についての調査を実施するとともに,三次元X-FEM解析の基本プログラムを整備した.具体的には平面き裂およびその疲労き裂進展解析を実施できるX-FEM解析ソフトウェアを整備し、検証解析を実施した.検証解析においては、半楕円き裂を有する厚肉平板に繰り返し引張りまたは曲げ荷重が負荷される場合の、パリス則に基づく疲労き裂進展挙動を評価し、結果を他の簡易手法による結果と比較した.
しかしながら、このような解析手法では、平面状のき裂のモードI荷重下でのき裂進展のみしか扱うことができない.そこで混合モード場における疲労き裂進展問題も扱うことを目的として、四面体要素でモデル化される領域内部の任意形状のき裂進展解析を実施できるような解析ソフトウェアを設計し、そのプロトタイプの開発を行った.開発プログラムを用いて、任意形状を有する三次元構造物内部の任意形状き裂の応力拡大係数の評価を実施し、開発した計算手法の妥当性を評価した.
さらに、薄肉積層構造内部のはく離進展解析を実施するために、シェル要素を対象としたX-FEM解析手法の開発を実施した.シェル要素を用いたX-FEM解析を実施するためのソフトウェアの試作し、積層板構造の接着部や、積層板内部のはく離を考慮した応力解析に適用可能であることを実証した.その成果を英文雑誌に投稿し受理された.
本研究において実用化を目指す疲労き裂進展解析の基本技術となる、三次元構造物中のき裂、はく離の応力拡大係数評価方法を確立し、ソフトウェアとして整備することができた.
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