Development of highly accurate delamination analysis method for structures reinforced with composite materials using hierarchical composite elements

使用分层复合单元开发复合材料增强结构的高精度分层分析方法

基本信息

批准号：
22K04295
负责人：
渡辺力
金额：
$ 2.58万
依托单位：
Hakodate National College of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

研究代表者は，これまでに異方性積層構造とその剥離解析に有効な改良ZIG-ZAG理論，Region-wise ZIG-ZAG理論を研究開発している。本研究では，これらの理論（数学モデル）に基づいたハイアラーキ複合材料要素（改良ZIG-ZAG理論モデル，Region-wise ZIG-ZAG理論モデル，階層型粘着要素）を開発する。このハイアラーキ複合材料要素により，複合材料で補強された鋼ならびにコンクリート構造に対する高精度な構造解析が可能となる。本研究のハイアラーキ連続体要素（階層型モデル）は，三次元弾性理論に基づいた階層型ソリッド要素において，種々の厚板理論と同じ変位場を規定した要素である。この階層型モデルに改良ZIG-ZAG理論とReigin-wise ZIG-ZAG理論を組み込み，ハイアラーキ複合材料要素（改良ZZ理論モデルとRWZZ理論モデル）を開発する。したがって，ハイアラーキ連続体要素の適用性を拡張するためには，Reigin-wise ZIG-ZAG理論自体の適用性を拡張する必要がある。これにより，本年度においては，Region-wise ZIG-ZAG理論を自由振動解析に適用し，Region-wise ZIG-ZAG理論の適用性の拡張を図った。異方性積層板と等方性平板の自由振動解析にRegion-wise ZIG-ZAG理論を適用し，精度と適用性を調べ，自由振動解析のための仮想ラミナを用いる方法を構築するなど，理論の適用性を拡張した。その結果，Region-wise ZIG-ZAG理論により，自由振動解析において面内振動モードには効果の無いZIG-ZAG 理論の適用性を大幅に拡張できることを明らかにした。

研究代表一直在研究和开发一种各向异性层压结构，这是改进的曲折理论，对其剥离分析有效，以及军团的锯齿形理论。在这项研究中，我们将基于这些理论（数学模型）开发高阿拉基复合元素（改进的锯齿形理论模型，区域曲折理论模型，分层粘合剂元素）。这种高的Alaki复合材料元素可实现用复合材料增强的钢和混凝土结构的高精确结构分析。这项研究的高 - 阿拉基连续元素（分层模型）是一个基于三维弹性理论的层次固体元素中与各种厚板理论相同的位移。将改进的曲折理论和Reigin-wise Zig-Zag理论融合到了该分层模型中，并开发了高的Alaki复合材料元素（改进的ZZ理论模型和RWZZ理论模型）。因此，为了扩大高瓦拉基连续元素的适用性，有必要扩展Reigin-wise Zig-Zag理论本身的适用性。结果，在这个财政年度中，将区域的曲折理论应用于自由振动分析，并扩大了区域锯齿形理论的适用性。该理论应用于自由的曲折理论，以对人为层压板的自由振动分析，检查准确性和适用性，并构建一种使用虚拟ramina进行自由振动分析的方法。结果，区域曲折的理论表明，在表面振动模式下无效的锯齿形理论的适用性可以显着扩大内部振动模式的适用性。