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長大薄肉構造物の高精度かつ効率的な局部応力解析法の開発

开发高精度、高效的长薄壁结构局部应力分析方法

基本信息

批准号：
12750438
负责人：
渡辺力
金额：
$ 1.41万
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 Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
2000
资助国家：
日本
起止时间：
2000 至 2001
项目状态：
已结题

项目摘要

級数解法と大型要素を用いることによるハイアラーキ要素(p法)特有の問題点を改善するための数値計算法と大型構造の全体解析のための数値計算法の開発を行った.解法の汎用性や精度,計算時間など,数値計算全体の効率性を考慮した研究成果をまとめると次のようになる.1.要素の変位関数には,節点帯板法の研究で用いた最も簡単な階層型C^0級多項式の関数列を用いた.さらに,要素が定形の場合には,数値積分を用いずに解析的に剛性行列を求めて計算時間の短縮を図る定形要素を定式化した.2.ハイアラーキ平面シェル要素には,曲げ変形にMindlin理論を用いて四辺形要素および三角形要素の開発した.さらに,ハイアラーキ写像の手法による任意形状要素を定式化した.3.ハイアラーキ写像や混合関数法を用いて高次曲線要素を開発し,数値計算例により極めて高精度であることを確認した.4.集中荷重が作用する場合や特異性を有する構造に対して,要素の細分割を行わずとも高精度の解を得るために特異要素を開発し,数値計算例によりその精度と効率性を確認した.5.様々な内部自由度の採り方を研究し,効率的な遷移要素を開発した.6.大型構造物の局所応力解析のためにサブストラクチャー法による全体解析法を開発した.以上によって,薄肉構造物の局部応力解析に必要な要素の定式化と解析プログラムの開発を行うことができた.種々の計算例によってハイアラーキ有限要素法(p法)は要素細分割法(h法)に比べて,少ない未知数で極めて高精度の解が得られることを明らかにした.

The development of numerical calculation method for large structure The general applicability and accuracy, calculation time, numerical value calculation of the whole efficiency, consideration of the research results, the number of elements, the node plate method, the research of the most simple hierarchical C^0 polynomial series. In this case, the elements are fixed, and the numerical integral is used to calculate the rigid array of the analytic matrix. The calculation time is shortened, and the fixed elements are formalized. 2. The plane elements are fixed, and the curved Mindlin theory is used to develop the quadrangular elements and triangular elements. In addition, arbitrary shape elements are formulated in the method of image writing. 3. High order curve elements are developed in the method of image writing and mixed correlation. Calculation examples of numerical values are extremely high accuracy. 4. Concentrated load is applied in the case of specificity. Structure is applied in the fine division of elements. High accuracy solutions are obtained. Specific elements are developed. 5. Study on the internal degree of freedom and the migration factors of the efficiency; 6. Development of the global analysis method for the local force analysis of large structures. In this paper, the necessary factors for the analysis of local stress of thin structure are formulated and analyzed. The finite element method (p method) and the element subdivision method (h method) are used to calculate the number of unknowns.