構造物の疲労解析へのファジィ理論の応用

模糊理论在结构疲劳分析中的应用

基本信息

批准号：
62550334
负责人：
古田均
金额：
$ 1.22万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
财政年份：
1987
资助国家：
日本
起止时间：
1987 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

橋梁構造物中特に損傷が顕著である鉄筋コンクリート床版(RC床版)を対象として, ファジィ理論を用いた新たな疲労解析法を導いた. RC床版の余寿命予測のもととなる疲労解析には, 疲労実験や実荷重のモデル化におけるあいまいさ, S-N曲線や累積損傷則の適合性など, 様々な不確定性が存在している. この中でも特に, RC床版の疲労実験では供試体の大きさ, 載荷方法等に関わる多くの制約条件から実験データの数が限られ, これらの少ないデータからS-N曲線を精度よく推定することは容易ではない. さらに, 確率統計的手法を用いてS-N曲線をモデル化することも, 高々10個ぐらいのデータに対してはそれほど有効ではなく, また工学的な意義もあまりないと考えられる. そこで, 本研究では, データ数が非常に少ないという前提のもとで, 実験データに含まれる不確定性を考慮することを考えた. データ数が非常に少ないということから, 個々のデータはそれぞれ何らかの意味をもつと考え, 頻度の概念を用いた重み付けを行わずに, 各データから得られる情報を十分に反映できるS-N曲線のモデル化を考えた. 各データのばらつきを考慮するために, 可能性分布の概念を導入し, 疲労寿命をファジィ数として表現することにより, ある程度の広がりをもった形で予測することを試みた. このようにして得られた余寿命推定結果を維持管理業務に反映させ, より実際的な補修・補強計画に対する示唆を与えることができる. 研究結果として以下のことが得られた. (1)疲労解析には疲労の定義, 実験, S-N曲線の決定等に種々の不確定性が存在し, これらを解析結果にいかに反映さすかが重要である. (2)可能性分布の概念を用いてS-N曲線をモデル化することにより, 幅をもった形での回帰直線が得られる. (3)ファジィS-N曲線を用いることにより, 疲労寿命も広がりをもった形で規定することができる.

我们使用模糊理论得出了一种新的疲劳分析方法，用于钢筋混凝土地板板（RC地板板），在桥结构中特别明显。在疲劳分析中，这是预测RC地板板剩余寿命的基础，存在各种不确定性，例如疲劳实验中的歧义和对实际负载进行建模，以及与S-N曲线的兼容性和累积损害法律。其中，由于与标本和加载方法相关的许多限制，RC地板板的疲劳实验受到限制，并且从这些少数数据中准确估算S-N曲线并不容易。此外，使用概率统计方法对S-N曲线进行建模，对于最多10个数据，也不太有效，也认为工程意义很小。因此，在这项研究中，基于数据数量很少的假设，我们考虑了实验数据中包含的不确定性。由于数据的数量很少，因此我们认为每个数据都具有一定的含义，而不是使用频率概念加权，而是考虑对S-N曲线进行建模，这可以充分反映从每个数据中获得的信息。为了说明每个数据的变化，我们介绍了概率分布的概念，并试图通过表达疲劳寿命为模糊数来预测一定程度。以这种方式获得的剩余生活估计结果可以反映在维护工作中，并且可以提供更实际的维修和加强计划的建议。研究结果如下：（1）在疲劳分析中存在各种不确定性，例如疲劳，实验和S-N曲线的确定的定义，重要的是要了解它们如何在分析结果中反映出来。（2）通过使用概率分布的概念对S-N曲线进行建模，可以获得具有宽度的回归线。（3）通过使用模糊的S-N曲线，疲劳寿命也可以通过更广泛的范围来定义。