破壊現象に適した数値解析手法を用いたコンクリート構造物崩壊過程の解析

使用适合断裂现象的数值分析方法分析混凝土结构的倒塌过程

• 批准号: 16760369
• 负责人: 小國 健二
• 金额: $ 1.54万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2004
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2004 至 2005
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-16760369/
• 关键词: 破壊現象; 粒子離散化; コンクリートの崩壊過程; FEM-β; 画像解析; 粒子的離散化

本研究では、健全な状態から終局限界状態を経て崩壊に至る過程でのコンクリート構造物の挙動をばらつきも含めて予測することを目的に,破壊現象解析の新手法,FEM-βのコンクリート構造物の崩壊過程への適用を図った.FEM-βとは,亀裂の進展に応じて要素を作り直すリメッシユ・予め亀裂面を設定するジョイント要素など,計算負荷が大きい(リメッシュ),一般性がない(ジョイント要素)といった問題を持つ技巧を用いることなく,個々の亀裂の進展方向を簡便かつ高精度に予測する解析手法である.本年度は,前年度に行ったFEM-βの基本理論の整備,弾塑性問題への拡張のための定式化に基づいた数値解析コード開発を行った.構造物の崩壊過程を取り扱う際には,材料特性の空間的ばらつきや部材形状の微小な乱れに伴って生じる破壊挙動のばらつきを考慮しなくてはならない.この確率的取り扱いのために,今年度は昨年度に着手したモンテカルロシミュレーションの適用をさらに進めた.通常,弾性変形・塑性化・破断の一連の過程を追跡する場合,その計算コストは膨大なものとなり,多数の試行を要するモンテカルロシミュレーションは現実的ではないが,FEM-βによる破壊の簡便な扱いによりモンテカルロシミュレーションによる確率挙動の解析が可能となり,コンクリート構造物崩壊過程の解析の道筋をつけることができた.さらに,数値解析結果の妥当性を検証するための手法として,ネットワークセンシングによるコンクリート構造物の動特性の稠密計測実現のための要素研究に着手した.本年度の研究成果の一部は国内誌では「応用力学論文集」に,国際誌では「Journal of the Mechanics and Physics of Solids」および「Lecture Notes in Computer Science」に掲載された.

In this paper, a new method for analysis of fracture phenomena is proposed, which is based on the application of FEM-β to the fracture process of structures. Computational load is large, general, and problem-solving techniques are simple and easy to use. High precision prediction is an analytical technique. This year, compared with the previous year, the basic theory of FEM-β was developed, and the plastic problem was formulated. The collapse process of structure is selected according to the spatial characteristics of materials, and the shape of components is considered according to the micro-disorder caused by the deformation of structures. This year, we will start to improve the quality of our products. In general, when the continuous process of deformation, plasticity and fracture is traced, the calculation speed is expanded, and most of the trials are necessary. The analysis of the collapse process of structures. In this paper, the validity of numerical analysis results is verified. The method of calculating the dynamic characteristics of dense structures is studied. This year's research results were published in the Journal of the Mechanics and Physics of Solids and Lecture Notes in Computer Science.

项目成果

Hierarchical Localization Algorithm Based on Inverse Delaunay Tessellation

• DOI: 10.1007/11669463_15
• 发表时间: 2006-02
• 作者: Masayuki Saeki;J. Inoue;K. Khor;Tomohiro Kousaka;Hiroaki Honda;K. Oguni;M. Hori

Proposal of FEM implemented with particle discretization for analysis of failure phenomena

提出采用粒子离散化的有限元法来分析失效现象

• 发表时间: 2005
• 期刊: Journal of the Mechanics and Physics of Solids 53
• 作者: M. Hori;K. Oguni;H. Sakaguchi
• 通讯作者: H. Sakaguchi