Development of highly accurate delamination analysis method for structures reinforced with composite materials using hierarchical composite elements

使用分层复合单元开发复合材料增强结构的高精度分层分析方法

• 批准号: 22K04295
• 负责人: 渡辺 力
• 金额: $ 2.58万
• 依托单位: Hakodate National College of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K04295/
• 关键词: Reigin-wise ZIG-ZAG理論; 自由振動解析; ハイアラーキ要素; 複合材料; 剥離解析; 三次元応力

研究代表者は，これまでに異方性積層構造とその剥離解析に有効な改良ZIG-ZAG理論，Region-wise ZIG-ZAG理論を研究開発している。本研究では，これらの理論（数学モデル）に基づいたハイアラーキ複合材料要素（改良ZIG-ZAG理論モデル，Region-wise ZIG-ZAG理論モデル，階層型粘着要素）を開発する。このハイアラーキ複合材料要素により，複合材料で補強された鋼ならびにコンクリート構造に対する高精度な構造解析が可能となる。本研究のハイアラーキ連続体要素（階層型モデル）は，三次元弾性理論に基づいた階層型ソリッド要素において，種々の厚板理論と同じ変位場を規定した要素である。この階層型モデルに改良ZIG-ZAG理論とReigin-wise ZIG-ZAG理論を組み込み，ハイアラーキ複合材料要素（改良ZZ理論モデルとRWZZ理論モデル）を開発する。したがって，ハイアラーキ連続体要素の適用性を拡張するためには，Reigin-wise ZIG-ZAG理論自体の適用性を拡張する必要がある。これにより，本年度においては，Region-wise ZIG-ZAG理論を自由振動解析に適用し，Region-wise ZIG-ZAG理論の適用性の拡張を図った。異方性積層板と等方性平板の自由振動解析にRegion-wise ZIG-ZAG理論を適用し，精度と適用性を調べ，自由振動解析のための仮想ラミナを用いる方法を構築するなど，理論の適用性を拡張した。その結果，Region-wise ZIG-ZAG理論により，自由振動解析において面内振動モードには効果の無いZIG-ZAG 理論の適用性を大幅に拡張できることを明らかにした。

The research representatives are, <s:1> れまでに, anisotropic layering construction とそ, <s:1> exfoliation analysis に, effective な, improved ZIG-ZAG theory, Region-wise ZIG-ZAG theory を, and the research development is て て る. This study で は, こ れ ら の theory (mathematical モ デ ル) に base づ い た ハ イ ア ラ ー キ composite elements (modified ZIG - ZAG theory モ デ ル, Region - wise ZIG - ZAG theory モ デ ル, class type adhesive elements) を open 発 す る. こ の ハ イ ア ラ ー キ composite elements に よ り, composite reinforcement さ で れ た steel な ら び に コ ン ク リ ー ト tectonic に す seaborne る high-precision な structure が may と な る. This study の ハ イ ア ラ ー キ even 続 body elements (class モ デ ル) は, three dimensional theory of 弾 に base づ い た class type ソ リ ッ ド elements に お い て, kind of 々 の と thick plate theory with じ - potential field を rules し た elements で あ る. こ の class type モ デ ル に improved ZIG - ZAG theory と Reigin - wise ZIG - ZAG theory を group み 込 み, ハ イ ア ラ ー キ composite elements (modified ZZ theory モ デ ル と RWZZ theory モ デ ル) を open 発 す る. し た が っ て, ハ イ ア ラ ー キ even 続 body elements の applicability を company, zhang す る た め に は, Reigin - wise ZIG ZAG theory of autologous の applicability を company, zhang す る necessary が あ る. Youdaoplaceholder0 れによ れによ, にお て て て of this year, を free vibration analysis に applicable to にお, the application of the Region-wise ZIG-ZAG theory れによ 拡 figure った. Different part laminated plate と isotropic plate の free vibration analytical に Region - wise を applicable し ZIG - ZAG theory, precision と を べ, free vibration analytical の た め の 仮 think ラ ミ ナ を with い を る method to construct す る な ど, theoretical applicability を の company, zhang し た. そ の as a result, the Region - wise ZIG - ZAG theory に よ り, free vibration analytical に お い て in-plane vibration モ ー ド に は unseen fruit の no い ZIG - ZAG theory applicability を の sharply に company, zhang で き る こ と を Ming ら か に し た.

项目成果

Region-wise ZIG-ZAG理論による異方性積層板の自由振動解析

使用区域 ZIG-ZAG 理论对各向异性层压板进行自由振动分析

• 发表时间: 2023
• 期刊: 土木学会論文集
• 作者: 渡辺 力，落合 楓

異方性積層板の自由振動解析への Region-wise ZIG-ZAG 理論の適用

区域ZIG-ZAG理论在各向异性层合板自由振动分析中的应用

• 发表时间: 2023
• 作者: 渡辺 力，落合 楓;落合 楓，渡辺 力
• 通讯作者: 落合 楓，渡辺 力