破壊現象に適した数値解析手法を用いたコンクリート構造物崩壊過程の解析

使用适合断裂现象的数值分析方法分析混凝土结构的倒塌过程

基本信息

批准号：
16760369
负责人：
小國健二
金额：
$ 1.54万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至 2005
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、健全な状態から終局限界状態を経て崩壊に至る過程でのコンクリート構造物の挙動をばらつきも含めて予測することを目的に,破壊現象解析の新手法,FEM-βのコンクリート構造物の崩壊過程への適用を図った.FEM-βとは,亀裂の進展に応じて要素を作り直すリメッシユ・予め亀裂面を設定するジョイント要素など,計算負荷が大きい(リメッシュ),一般性がない(ジョイント要素)といった問題を持つ技巧を用いることなく,個々の亀裂の進展方向を簡便かつ高精度に予測する解析手法である.本年度は,前年度に行ったFEM-βの基本理論の整備,弾塑性問題への拡張のための定式化に基づいた数値解析コード開発を行った.構造物の崩壊過程を取り扱う際には,材料特性の空間的ばらつきや部材形状の微小な乱れに伴って生じる破壊挙動のばらつきを考慮しなくてはならない.この確率的取り扱いのために,今年度は昨年度に着手したモンテカルロシミュレーションの適用をさらに進めた.通常,弾性変形・塑性化・破断の一連の過程を追跡する場合,その計算コストは膨大なものとなり,多数の試行を要するモンテカルロシミュレーションは現実的ではないが,FEM-βによる破壊の簡便な扱いによりモンテカルロシミュレーションによる確率挙動の解析が可能となり,コンクリート構造物崩壊過程の解析の道筋をつけることができた.さらに,数値解析結果の妥当性を検証するための手法として,ネットワークセンシングによるコンクリート構造物の動特性の稠密計測実現のための要素研究に着手した.本年度の研究成果の一部は国内誌では「応用力学論文集」に,国際誌では「Journal of the Mechanics and Physics of Solids」および「Lecture Notes in Computer Science」に掲載された.

在这项研究中，我们使用了一种新的断裂现象分析方法 FEM-β 来预测混凝土结构从健康状态到最终极限状态再到倒塌过程中的行为，包括变化。 FEM-β的塌陷过程。这是一种无需使用存在接头单元等问题的技术，即可轻松且高精度地预测单个裂纹的扩展方向的分析方法。我们基于扩展到维护和弹塑性问题的公式开发了数值分析代码。在结构的倒塌过程中，重要的是要考虑材料特性的空间变化和构件破坏引起的微小扰动。必须考虑到行为的变化。为了随机地处理这个问题，本财年我们进一步推进了去年开始的蒙特卡罗模拟的应用。通常，会跟踪弹性变形、塑性和断裂的一系列过程。在这种情况下，计算成本将是巨大的，并且需要多次试验的蒙特卡罗模拟是不切实际的；这项研究使得通过模拟分析混凝土结构的随机行为成为可能，为混凝土结构倒塌过程的分析铺平了道路。此外，作为验证数值分析结果有效性的方法，我们使用网络传感来分析混凝土结构的随机行为。我们已经开始对混凝土结构的概率行为进行基础研究，以实现动力性能的密集测量，今年的部分研究成果已发表在国内期刊《应用力学论文集》和国际期刊上。 “日记。”固体力学和物理学”和“计算机科学讲义”。

项目成果

期刊论文数量（2）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Hierarchical Localization Algorithm Based on Inverse Delaunay Tessellation

DOI：
10.1007/11669463_15
发表时间：
2006-02
期刊：
影响因子：
0
作者：
Masayuki Saeki;J. Inoue;K. Khor;Tomohiro Kousaka;Hiroaki Honda;K. Oguni;M. Hori
通讯作者：
Masayuki Saeki;J. Inoue;K. Khor;Tomohiro Kousaka;Hiroaki Honda;K. Oguni;M. Hori

Proposal of FEM implemented with particle discretization for analysis of failure phenomena

提出采用粒子离散化的有限元法来分析失效现象