权益分类	功能权益	普通用户	{{item.name}}会员
{{category.name}}	{{benefitItem.name}}

Enhancing brittle crack arrest ability of ultra-thick steel structures by mechanism investigations

通过机理研究增强超厚钢结构脆性裂纹止裂能力

基本信息

批准号：
20F20364
负责人：
柴沼一樹
金额：
$ 1.47万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-11-13 至 2023-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

重合メッシュ法（s-version FEM, s-method）は、構造体全体を描写するための大きな要素サイズを有するグローバルメッシュに対して、亀裂や空孔などによる構造不連続に起因した局所的な応力集中部を描写するための小さな要素サイズを有するローカルメッシュを「重合」し、従来の有限要素法（FEM）と比較し、局所的な着目領域の計算精度を維持したまま、計算に必要な自由度数を大幅に低減可能とする手法である。近年、受入研究者はこの重合メッシュ法に基づく3次元動的亀裂伝播解析を開発してきた。しかしながら、これらの手法は弾性解析にその適用範囲が限定され、鋼の脆性亀裂伝播・停止挙動を再現するためには材料非線形性を考慮した弾塑性解析への拡張が必要であった。本研究では、弾塑性問題を対象とした3次元重合メッシュ法の定式化を行い、それを計算機上で安定的に解くための独自の数値積分手法を提案した。球孔による3次元応力集中問題を対象として本手法の精度検証を実行した結果、従来の有限要素法と比較して同程度の計算精度を得るために必要な自由度数を飛躍的に低減可能であることが示された。この結果より、実際の脆性亀裂伝播・停止現象を再現するために必要な数値解析の基盤を確立することに成功した。

coincidence method (s-version FEM, s-method) Finite Element Method (FEM) and Comparison Method (FEM) are used to describe the structure as a whole, and to describe the force concentration part of the structure. The accuracy of the calculation of the target field is maintained, and the necessary degree of freedom is greatly reduced. In recent years, researchers have begun to explore ways to analyze the dynamics of three-dimensional motion. For example, it is necessary to take into account the non-linearity of the material in order to determine the applicable range of the method for analyzing the ductility of the steel. In this paper, we propose a new method for solving the problem of plasticity by using the 3-D superposition method. 3-D force concentration problem in spherical holes. The accuracy of this method is verified by comparing the results of finite element method with the accuracy of calculation. The necessary degree of freedom is reduced. The result is that the brittle crack propagation and stop phenomenon are reproduced, and the necessary numerical analysis is established successfully.

项目成果

期刊论文数量（3）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Ductile crack propagation path depending on material properties: Experimental results and discussions based on numerical simulations

取决于材料特性的延性裂纹扩展路径：基于数值模拟的实验结果和讨论

DOI：
10.1016/j.matdes.2022.111158
发表时间：
2022
期刊：
Materials & Design
影响因子：
0
作者：
Shibanuma Kazuki;Tu Shengwen;Suzuki Shota;Yu Zhuocheng;Kato Ryoma;Hatamoto Asato
通讯作者：
Hatamoto Asato

Implementation of an s-version finite element method for analyzing elastic-plastic problems

用于分析弹塑性问题的 s 版有限元方法的实现