3次元弾性論に基づく構造解析法の開発と実務設計の留意点の抽出

基于三维弹性理论的结构分析方法的发展及实际设计注意事项的提取

• 批准号: 06J04297
• 负责人: 名木野 晴暢
• 金额: $ 0.64万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2007
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-06J04297/
• 关键词: 3次元自由振動解析; 構造物-液体相関問題; 円筒体; Ritz法; 弾性論; 平板

本研究では,3次元弾性論に基づく中空および中実円筒体の自由振動特性を把握することを目的とし,この問題を簡易的,効率良く,効果的に解析ができる構造解析法の開発を行なった.本年度に行なった研究成果を以下に纏める.1.円筒体の3次元自由振動解析を実施するために,B-spline円筒リング法を提示し,これを用いて円筒体の固有方程式を定式化した.提案した方法の解の収束状態や解析精度は極めて良好であり,中空円筒体と中実円筒体の自由振動特性の相違について整理した.その結果,厚肉中空円筒体と中実円筒体の軸対称および曲げ振動特性は,ほぼ等しいという知見を得た.2.液体に接する円筒体の自由振動特性を把握するために,提案している方法を用いて,液体に接する円筒体の固有方程式の定式化を行なった.解の収束状態や解析精度は良好であった.また,空中にある円筒体と液体に接している円筒体の自由振動特性の相違について検討を行なった.その結果,厚肉中空円筒体と中実円筒体の自由振動特性は液体の影響をあまり受けず,空中の自由振動特性と変わらないことを明らかにした.3.提案していた解析法に改良を加え,B-spline Ritz法を新たに提示した.この方法を平板と円筒体の3次元自由振動解析へ適用した.その結果,従来の方法よりもさらに少ない自由度数で良好な結果が得られることを確認した.しかしながら,B-spline Ritz法では,境界条件の処理が厳密ではないという問題点があった.この問題点を克服するために,境界関数を導入したBF-spline Ritz法を提案し,これをMindlin平板の自由振動問題へ適用した.その結果,解の収束性が大幅に改善される結果を得た.また,BF-spline Ritz法では,粗い離散化条件で十分な精度が確保できるため,実務者や研究者にとってさらに取り扱い易い数値解析法の提示ができた.

In this paper, the structural analysis method is developed to solve the problem of simple, efficient and effective analysis of the three-dimensional theory. The research results of this year are as follows: 1. Three-dimensional free vibration analysis of cylinder; 2. B-spline cylinder separation method; 3. The proposed method has excellent analytical accuracy for the solution of the beam state and the free vibration characteristics of the hollow cylinder. 2. The method for determining the free vibration characteristics of a liquid-connected hollow cylinder is proposed, and the formulation of the inherent equation of the liquid-connected hollow cylinder is carried out. The resolution accuracy of the beam state is good. The free vibration characteristics of a cylinder in the air and liquid contact are discussed. The results show that the free vibration characteristics of thick hollow cylinder and medium hollow cylinder are influenced by liquid, and the free vibration characteristics of air are improved. The B-spline Ritz method is proposed. This method is applicable to the analysis of three-dimensional free vibration of plates and cylinders. The result is that the method is correct, the degree of freedom is good, the result is correct. B-spline Ritz method is used to deal with boundary conditions. The BF-Spline Ritz Method is proposed to solve the problem of free vibration of Mindlin plates. As a result, the convergence of the solution was greatly improved. BF-Spline Ritz Method is a method of coarse discretization with high accuracy.

项目成果

B-spline円筒リング法を用いた中空円筒体の3次元自由振動解析

使用 B 样条圆柱环法进行空心圆柱体 3D 自由振动分析

• 发表时间: 2006
• 期刊: 構造工学論文集 Vol.52A
• 作者: 名木野晴暢;三上隆;水澤富作
• 通讯作者: 水澤富作

BF-spline法を用いた長方形Mindlin板の振動解析

BF样条法矩形Mindlin板振动分析

• 发表时间: 2006
• 期刊: 応用力学論文集 Vol.9
• 作者: 名木野晴暢;水澤富作;三上隆
• 通讯作者: 三上隆