繰り返し載荷を受ける弾塑性構造物の最適設計法

重复加载弹塑性结构优化设计方法

• 批准号: 05855080
• 负责人: 大崎 純
• 金额: $ 0.51万
• 依托单位: Kyoto University
• 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: 1993
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1993 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-05855080/
• 关键词: 繰り返し載荷; 弾塑性構造物; 最適設計; 設計感度解析; 幾何学的非線形性; 履歴依存性; 最適設計解列; トラス

(1)繰り返し載荷を受ける弾塑性トラスに対し,応答量の歴然依存性を厳密に考慮し,最大応答ひずみ及び応答変位の部材断面積に関する変化率を求める設計感度解析法を開発した。本手法では部材の降伏及び除荷の生じる載荷経路パラメータ値の変化も厳密に考慮し、精度の良い設計感度係数を求めることができる。(2)本研究代表者らが開発した「最適設計解順序集合生成法」に対し,(1)の設計感度解析法を導入し,繰り返し載荷時の最大応答ひずみをパラメーターとして,最適設計解の集合を生成する手法を開発した。本手法によると,種々の指定応答ひずみレベルに対応する最適設計解を容易に求めることができる。(3)(2)の最適設計解順序集合生成法は,最大応答変位に関する制約条件を有する最適設計問題に対して適用することは困難である。そこで,汎用最適化プログラムIDESIGNに(1)の設計感度解析法を組み込み,応力及び変位制約条件を考慮した最適設計解を求めるプログラムを開発し,種々のトラスに対して最適設計解を求めてその特性を明らかにした。(4)(2),(3)のアルゴリズムを幾何学的非線形性を考慮した場合へと拡張し,Newton-Raphson法に基づく繰り返し計算による感度解析法を開発した。さらに、種々のトラスに対して最適設計解を求めることにより,最適設計解への幾何学的非線形性の影響を明らかにした。(5)(1)の感度解析法を有限要素法により離散化された,Von Misesの降伏条件及び移動硬化則にしたがう連続体構造物に対して拡張し,最適設計解を求めるための基礎理論を展開した。

(1)The design sensitivity analysis method is developed to calculate the maximum response and the component cross-sectional area of the response position by considering the natural dependence of the response. This method is used to calculate the component voltage drop and the load removal factor, the load cycle factor, the change factor, the precision factor and the design sensitivity factor. (2)The representative of this study has developed the method of optimal design solution sequence set generation, which aims at introducing the design sensitivity analysis method of (1), and developing the method of optimal design solution set generation when the maximum response time is returned to the load. This method is easy to find the optimal design solution for a given problem. (3) The optimal design solution sequence set generation method of (2) is difficult to apply to the optimal design problem due to the existence of constraints related to the maximum response position. The design sensitivity analysis method of general optimization design (1) is developed to find the optimal design solution by considering the force and position constraints. (4) In (2) and (3), the sensitivity analysis method of Newton-Raphson method is developed by considering the nonlinear property of geometry. The non-linear effects of geometry on the optimal design solution are discussed. (5)(1) Sensitivity analysis method, finite element method, discretization,Von Mises yield condition and mobile hardening method are used to solve the basic theory of optimal design solution for continuous structure.

项目成果

Makoto OHSAKI: "DESIGN SENSITIVITY ANALYSIS OF ELASTO-PLASTIC STRUCTURES" Int・J.Numer.Meth.Engng.(1994)

Makoto OHSAKI：“弹塑性结构的设计敏感性分析”Int・J.Numer.Meth.Engng.(1994)