| 研究課題/領域番号 |
21K03944
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| 研究機関 | 東京工業大学 |
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研究代表者 |
土田 崇弘 東京工業大学, 工学院, 助教 (50707578)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| キーワード | 不規則振動 / 確率力学 / 確率論的応答解析 / 信頼性解析 / 確率密度関数 / 初通過破壊確率 / 非ガウス性不規則励振 |
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| 研究実績の概要 |
本研究では，確率密度関数の裾の広がり度合を特徴づける4次の統計量である尖度に着目し，尖度が異なる多様な非ガウス性不規則励振の場合に適用できる機械・構造物系の初通過破壊確率の解析手法の開発を目的としている．これに関して，令和3年度は，破壊確率を求める際に必要となる系の応答の変位応答と速度応答の結合確率密度関数の解析手法の開発を行った．この手法では，まず，非ガウス性不規則励振を研究代表者らが以前に開発した広い範囲で尖度を調節できる非ガウス確率過程モデルを用いてモデル化する．この非ガウス過程モデルを入力とする系に対し，代表者らが考案した応答統計量の解析法：等価非ガウス励振化法を適用し，対象系の応答の統計モーメントを支配する方程式を導出する. そして，これを解いて，応答の4次までのモーメントを得る．次に，その応答モーメントの情報をもとに，エルミートモーメントモデルと呼ばれる手法で系の応答を表すことで，求めるべき変位応答と速度応答の結合確率密度関数を得る．
本解析手法の妥当性検証として，励振の尖度が大きく異なる複数の場合で本手法の解析結果とモンテカルロ・シミュレーションの結果を比較した．そして，本手法の解析精度が．様々な解析条件に対して，十分なものであることを確認した．
上記の解析手法の完成により，非ガウス性不規則性励振を受ける系の初通過破壊確率の解析手法の開発が可能となった．次年度以降に，この破壊確率の解析手法開発を行う計画である．
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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
令和3年度に予定していた「広範な尖度を考慮した非ガウス性不規則励振を受ける系の応答確率密度関数の解析手法の開発」を予定通り完了したため．
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| 今後の研究の推進方策 |
令和3年度に開発した解析手法を通して得た変位と速度の結合応答確率密度関数を用いて，系の初通過破壊確率の解析手法を開発する．
この解析手法で求めた破壊確率の解析結果をモンテカルロ・シミュレーションの結果と比較することで，解析手法の精度を検証する．この際，非ガウス性不規則励振として，性質の全く異なる3種の非ガウス性観測データを用いることで，手法の汎用性も合わせて検証する．
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| 次年度使用額が生じた理由 |
理由1. ワークステーション，ソフトウェア，加速度ピックアップ，FFT用フロントエンドの購入を次年度に持ち越したため．2. 液晶モニターおよび外付けハードディスクを当初予定より安価に購入できたため, 3. 学会がオンライン開催となり，それに係る必要旅費がなくなったため．
使用計画1. ワークステーション，ソフトウェア，加速度ピックアップ，FFT用フロントエンドの購入に充てる, 2. 研究成果を発表するための論文投稿費，英文校閲費，オープンアクセス掲載料等に充てる, 3. 令和4年度以降に新たに開催される学会の参加費・旅費に充てる．
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