繰り返し載荷を受ける弾塑性構造物の最適設計法

(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)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。