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2021 年度 研究成果報告書

3次元任意曲面状き裂の超高精度解析

研究課題

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研究課題/領域番号 21H04089
研究種目

奨励研究

配分区分補助金
審査区分 2140:材料力学、生産工学、設計工学、流体工学、熱工学、機械力学、ロボティクスおよびその関連分野
研究機関長崎大学

研究代表者

園部 陽平  長崎大学, 工学研究科, 技術職員

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2022-03-31
キーワード応力拡大係数 / 曲面き裂 / 体積力法 / メッシュフリー解析
研究成果の概要

本研究では,3次元曲面状き裂問題のき裂前縁における応力拡大係数の高精度解析手法を提案した.具体的には,移動最小二乗法を体積力法の求めるべき未知関数の形状関数に導入することで,解析するき裂面の要素分割を不要にし,き裂面に配置した節点のみで,材料中の任意形状3次元曲面状き裂の解析が可能となった.さらに,部分球面状き裂および平面き裂問題の解析を実施し,厳密解や数値解と比較することで,本法の精度,収束性および有効性を明らかにした.

自由記述の分野

破壊力学

研究成果の学術的意義や社会的意義

機械や構造物を設計,開発および維持管理するためには,破壊の起点となるき裂の成長挙動を応力拡大係数などの破壊力学パラメータを用いて,把握することが重要となる.き裂の発生や成長の過程で,き裂面が曲面状に成長することが多いが,3次元曲面状き裂問題に関する厳密解や参照できる数値解は,非常に少ない.そのため,曲面状き裂の高精度解析手法の開発や高精度数値解が求められている.
そこで,本研究では,3次元曲面状き裂問題に対する高精度解析手法を開発した.また,本法を用いて種々の曲面状き裂問題を解析することで,機器や構造物の安全性に広く貢献することができる.

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公開日: 2023-01-30  

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