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，我们已将FEM-β应用于混凝土结构的崩溃过程，目的是预测行为从健康状态到最终限制状态和崩溃的变化，包括断裂现象的变化。FEM-β是一种分析方法，是一种简单而准确地预测单个裂缝的方向而没有使用诸如循环范围的构成响应元素的问题的分析方法。数值分析代码基于上一年进行的FEM-β基本理论的发展，并为弹性问题的扩展提出了扩展。当处理结构的崩溃过程时，由于材料特性的空间变化而发生断裂，并且成员形状的小干扰。必须考虑行为的变化。这种随机处理导致了去年推出的蒙特卡洛模拟的进一步应用。通常，当跟踪一系列弹性变形，增塑和断裂过程时，计算成本是巨大的，并且需要许多试验的蒙特卡洛模拟是不现实的，但是使用FEM-β对骨折的简单处理可以通过蒙特卡洛进行分析，从而可以通过蒙特卡洛模拟来分析胶结结构的途径。此外，作为验证数值分析结果的有效性的一种方法，我们已经开始研究元素研究，以实现使用网络传感的混凝土结构动态性能的密集测量。今年的一些研究结果在日本杂志“应用机械论文的集合”和《国际杂志》杂志中列出，它在“固体的力学和物理学”和“计算机科学中的讲义”中列出了。

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