3軸試験供試体のバィファケーションモードにおよぼすスケールパラメータの影響

尺度参数对三轴试件分叉模态的影响

• 批准号: 05855068
• 负责人: 小田 和弘
• 金额: $ 0.58万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1993
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1993 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-05855068/
• 关键词: コッセラ連続体; 有限要素法; バィファケーション; スケールパラメータ; マイクロポーラ; 3軸試験

本研究は,土のもつ微視構造の影響を考慮した連続体の力学を開発することを最的な目的としている。つまり,土を連続体近似する過程において,粒状体であるとう特徴を導入することである。このうち,本年度は,材料の極性を考慮しうる連続理論,すなわちマイクロポーラ理論(コッセラ連続体理論)を実際の問題へ適用しその適用性について検討を行っている。まず,コッセラ連続体理論とは,通常の連続体理論の枠組みの上に微細要素の回の効果を導入しているため,通常の釣り合い方定式に偶応力と回転の効果が付加さる。このため,方程式が非常に複雑なものとなる。そこで,本研究では,この複雑を除去するため,一般的な3次元での記述は行わず,回転の方向が一方向に限定でる2次元(平面ひずみ状態)について定式化を行った。また,材料の構成則は,最基本的な構成関係であるドラッカー・プラガ-の基準に基づく弾塑性構成関係を用た。以上の定式化を行った後,有限要素法への適用を行った。また,材料のもつひみ軟化およびひずみ硬化特性を安定して解析するため,解析手法には,リターンマピング法および弧長増分法を用いた。本年度の研究では,特に,有限要素とコッラ連続体を適用した数値解析結果について検討を行った。まず,コッセラ連続体理に特有のパラメータであるスケールパラメータについてパラメトリックスタディー行った。そして,当該メッシュに対する影響を与える最小のスケールパラメータを定した。次に,異なるメッシュ分割で解析を行い,メッシュサイズとスケールパラメータについて検討を行った。

这项研究的最终目标是发展考虑土壤微观结构影响的连续介质力学。换句话说，在将土壤近似为连续体的过程中，我们引入了粒体的特征。今年，我们将考虑材料极性的连续介质理论，即微极理论（Cossela连续介质理论）应用到实际问题中，并检验其适用性。首先，科塞拉连续统理论在通常的连续统理论的框架上引入了微小单元旋转的影响，因此在通常的平衡公式中加入了应力偶和旋转的影响。这使得方程变得极其复杂。因此，在本研究中，为了消除这种复杂性，我们没有使用一般的三维描述，而是制定了旋转方向仅限于一个方向的二维（平面应变状态）。另外，作为材料的本构定律，使用了基于最基本的本构关系——德鲁克-普拉格准则的弹塑性本构关系。经过上述公式化，我们将其应用到有限元法中。此外，为了稳定地分析材料的应变软化和应变硬化特性，采用回归映射法和弧长增量法作为分析方法。在今年的研究中，我们特别研究了应用有限元和 Colla 连续体进行数值分析的结果。首先，我们对尺度参数进行了参数化研究，尺度参数是科塞拉连续体特有的参数。然后，我们确定影响网格的最小尺度参数。接下来，使用不同的网格划分进行分析，并研究网格尺寸和尺度参数。

项目成果

小田和弘・松井 保: "コッセラ連続体の有限要素解析におよぼす要素の影響" 土木学会関西支部年次学術講演会. III-27-1- III-27-2 (1994)

Kazuhiro Oda 和 Tamotsu Matsui：“元素对科塞拉连续体有限元分析的影响”日本土木工程师学会关西分会年度学术会议 III-27-1- III-27-2 (1994)。