2013 Fiscal Year Annual Research Report
高性能有限要素解析による免制震ディバイス最適化のための数値実験システム
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23360248
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
大崎 純 広島大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (40176855)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
磯部 大吾郎 筑波大学, システム情報工学研究科(系), 准教授 (00262121)
渡邊 秀和 東京工業大学, 応用セラミックス研究所, 助教 (20620636)
宮村 倫司 日本大学, 工学部, 講師 (30282594)
山下 拓三 独立行政法人防災科学技術研究所, 兵庫耐震工学研究センター, 研究員 (40597605)
張 景耀 名古屋市立大学, 芸術工学研究科(研究院), 准教授 (50546736)
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| Project Period (FY) |
2011-04-01 – 2014-03-31
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| Keywords | 有限要素解析 / 最適化 / 免制振ディバイス / 弾塑性応答 |
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| Research Abstract |
1. 天然ゴムの免震支承のソリッド有限要素モデルを作成し，静的繰返し載荷の解析を実行して，既往の実験結果との比較した。その結果，変形に伴う硬化を再現でき，十分な精度を有することを確認した。また，有限要素解析により，免震ゴム内部での鉛直方向応力とせん断応力の不均一性を検討できることを示したさらに，免震支承を骨組に設置して地震応答解析を行い，局所応答と全体応答を同時にシミュレートできることを示した。その結果，圧力変動にともなって，同一の水平変位の下でも，各支承が負担する水平力は均一でないことを明らかにした。
２．制振ディバイスの例として，間柱型のせん断パネルダンパーを対象として，スチフナーの位置と形状を最適化した。その際，CADからメッシュを作成してシェル要素あるいはソリッド要素で解析するためのプロセスを提案した。最適化の結果，水平スチフナを中央に移動させることにより，塑性ひずみが指定値に達するまでに消費できる塑性エネルギーが増加することを明らかにした。また，間柱型のせん断パネルダンパーのモデルの試験体を作成し，静的繰返し載荷実験を実施して，塑性エネルギー消費性能を確認した。
３．開口部を有するせん断パネルダンパーを対象とし，左右の境界と開口部の形状を最適化した。開口部はRadial Basis Function，周辺部はベジエ曲面を用いたレベルセット法，で形状を定義した。解析にはソリッド要素を用い，形状の変更に伴って再メッシュ分割を行わない構造メッシュ法を使用した。発見的手法で最適化することにより，塑性ひずみが指定値に達するまでに消費できる塑性エネルギーが増加することを明らかにした。
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| Current Status of Research Progress |
Reason
25年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
25年度が最終年度であるため、記入しない。
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