非ガウス性不規則励振に特有のまれに生じる大励振が系の破壊確率に及ぼす影響の解明

本研究は，確率密度関数の裾の広がり度合を特徴づける4次の統計量である尖度に着目し，尖度が異なる多様な非ガウス性不規則励振の場合に適用できる機械・構造物系の初通過破壊確率の解析手法の開発を目的とする．これに関して，令和4年度は，令和3年度に開発した解析手法を通して得た変位と速度の結合応答確率密度関数を用いて，系の初通過破壊確率の解析手法の開発に取り組んだ．具体的には，変位と速度の結合応答確率密度関数を用いて，変位応答の平均閾値通過率(変位応答が閾値を単位時間あたりに通過する回数の期待値)を導いた．次に，その平均閾値通過率から，変位応答の極大値の確率密度関数を求め，その極大値確率密度関数をもとに，変位応答の最大値の確率密度関数を導出した．最後に，求めた最大値の確率密度関数から，系の初通過破壊確率を算出した．以上の手順により，非ガウス性不規則励振を受ける系の破壊確率の解析手順を完成させた．続いて，実在の非ガウス性励振を用いた解析手法の精度と汎用性の検証を行った．上記の手法で求めた破壊確率の解析結果をモンテカルロ・シミュレーションの結果と比較することで，解析手法の精度を検証した．非ガウス性励振の例として，1.強地震動，2.浅海波，3.凹凸路面を走る台車に生じる垂直加速度という全く異なる3種の非ガウス性観測データを用いることで，手法の汎用性も合わせて検証した．そして，本手法が，設定したいずれの解析条件においても，十分に高精度であることを確認した．

本研究は，確率密度関数の裾の広がり度合を特徴づける4次の統計量である尖度に着目し，尖度が異なる多様な非ガウス性不規則励振の場合に適用できる機械・構造物系の初通過破壊確率の解析手法の開発を目的とする．これに関して，令和4年度は，令和3年度に開発した解析手法を通して得た変位と速度の結合応答確率密度関数を用いて，系の初通過破壊確率の解析手法の開発に取り組んだ．具体的には，変位と速度の結合応答確率密度関数を用いて，変位応答の平均閾値通過率(変位応答が閾値を単位時間あたりに通過する回数の期待値)を導いた．次に，その平均閾値通過率から，変位応答の極大値の確率密度関数を求め，その極大値確率密度関数をもとに，変位応答の最大値の確率密度関数を導出した．最後に，求めた最大値の確率密度関数から，系の初通過破壊確率を算出した．以上の手順により，非ガウス性不規則励振を受ける系の破壊確率の解析手順を完成させた．続いて，実在の非ガウス性励振を用いた解析手法の精度と汎用性の検証を行った．上記の手法で求めた破壊確率の解析結果をモンテカルロ・シミュレーションの結果と比較することで，解析手法の精度を検証した．非ガウス性励振の例として，1.強地震動，2.浅海波，3.凹凸路面を走る台車に生じる垂直加速度という全く異なる3種の非ガウス性観測データを用いることで，手法の汎用性も合わせて検証した．そして，本手法が，設定したいずれの解析条件においても，十分に高精度であることを確認した．