2003 Fiscal Year Annual Research Report
三次元イメージベース有限要素法によるコンクリート材料の圧縮軟化解析
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14750468
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Research Institution | The University of Tokyo |
Principal Investigator |
永井 学志 東京大学, 生産技術研究所, 助手 (90334359)
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Keywords | コンクリート材料 / 複合材料 / 3次元デジタル画像 / 有限要素解析 / 均質化法 / 界面 / 不連続性埋め込み要素 / 粒子分散 |
Research Abstract |
本研究は、コンクリート材料を粗骨材-モルタル-界面からなる複合材料と考え、局所的な引張破壊から巨視的な力学応答を有限要素解析により明らかにしようとするものである。このとき、粗骨材の形状や配置は力学応答を決める大きな因子であるとの考えから、その有限要素モデルをコンクリート材料の実三次元デジタル画像から直接に生成するイメージベース有限要素法の開発を行ってきている。これは、要素分割を直交固定格子に限定して、画像処理により粗骨材とモルタルの界面を要素分割と独立に定義するものである。 本年度の研究においては,要素分割とは独立に界面を表現するための不連続性埋め込み要素の特性を再検討し,界面破壊が進展するに従いあるいは異種材料の剛性比が大きく異なるに従い,変形のロッキングを生じることを確認した.ただし,コンクリート材料のような剛性比が大きく異ならない材料では,それほど問題とならないことも合わせて確認した. 一方で,不連続性埋め込み要素を使うことなく,簡便に界面破壊とモルタル破壊をモデル化する手法についても研究を行った.この手法では,破壊の進展判断に積分型の非局所ひずみを用いるだけで,3次元の破壊進展解析を数値解析的には比較的容易に完全破壊まで計算が可能であった.
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Research Products
(5 results)
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[Publications] G.Nagai, J.Fish, K.Watanabe: "Stabilized Nonlocal Model for Dispersive Wave Propagation in Heterogeneous Media"Computational Mechanics. Vol.33. 144-153 (2004)
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[Publications] 永井学志, 山田貴博, 渡邊勝彦: "不連続要素と等値面の再構成手法を用いた粒子分散型2相材料の3次元イメージベース有限要素モデリング"日本機械学会論文集(A編). No.691(3月号掲載決定). (2004)
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[Publications] 浅井光輝, 山岸道弘, 寺田賢二郎, 永井学志: "非局所型ボクセル有限要素法の開発とその破壊挙動解析への適用"土木学会論文集. (4月号掲載決定). (2004)
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[Publications] 永井学志, 山田貴博, 渡邊勝彦: "粒子系複合材料のイメージベース有限要素モデリングのための界面再構成手法"計算工学講演会論文集. Vol.8. 579-582 (2003)
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[Publications] 永井学志, 山田貴博, 渡邊勝彦: "複合材料のメッシュレス解析における埋め込み要素の精度"日本機械学会第16回計算力学講演会講演論文集. 945-946 (2003)