Study on free vibration and elastic stability of axially functionally graded materials

轴向功能梯度材料自由振动及弹性稳定性研究

• 批准号: 22K04296
• 负责人: 名木野 晴暢
• 金额: $ 1.91万
• 依托单位: Oita 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-22K04296/
• 关键词: 軸方向傾斜機能材料; 自由振動; 弾性安定; 三次元弾性論; 森・田中の平均場理論; 線形複合則; B-spline Ritz法; 材料設計支援ツール

本研究の目標は，従来の鉄鋼やコンクリートからなる単純ブレースや座屈拘束ブレースよりも軽量で，かつ高い耐震補強性能を発揮する二成分系軸方向傾斜機能材料（以下，傾斜機能材料と略す）からなるシンプルなブレースを開発することである．この目標を達成するための基礎資料を得るために，本研究では傾斜機能材料の自由振動・弾性安定と設計変数との関係を三次元弾性論に基づく数値解析により明らかにする．本研究課題を申請したときは研究協力者一名の体制を計画していたが，研究を開始するときには幸いにも研究協力者二名の体制となったため，令和4年度に実施予定であった三次元弾性論に基づく傾斜機能材料の弾性安定の解明（以下，課題1）と令和5年度に実施予定の同理論に基づく同料の自由振動の解明（以下，課題2）を並行して実施した．■令和4年度の課題1の成果：(1) 三次元弾性論に基づく傾斜機能材料の線形座屈問題をB-spline Ritz法で解析するための設計支援ツールの開発を行った．(2) Timoshenko梁理論とTrefftzの理論に基づく傾斜機能材料の線形座屈問題をB-spline Ritz法で解析するための設計支援ツールを開発し，そのコード検証を行った．(3) 線形化された梁－柱理論に基づく傾斜機能材料の線形座屈問題をB-spline Ritz法で解析し，座屈荷重とこれに対応する座屈モードに与える設計変数の影響を明らかにした．■令和4年度の課題2の成果：(4) 三次元弾性論に基づく傾斜機能材料の自由振動問題をB-spline Ritz法で解析するための設計支援ツールの開発を行った．(5) 森・田中の平均場理論に基づく等価介在物法により二成分系軸方向傾斜機能材料の平均弾性定数を推定するコードを作成し，その妥当性を確認した．(6) Loveの理論に基づく傾斜機能材料の縦自由振動問題をB-spline Ritz法で解析するための設計支援ツールを開発し，そのコード検証を行った．このツールでは(5)で作成したコードを活用している．

は の goals, this study 従 objects to の iron steel や コ ン ク リ ー ト か ら な る 単 pure ブ レ ー ス や seat flexor constraint ブ レ ー ス よ り も 軽 volume で か つ high い seismic reinforcement performance を 発 swing す る two component system axis tilt function materials (the following, tilt function materials と slightly す) か ら な る シ ン プ ル な ブ レ ー ス を open 発 す る こ と で あ る. こ の を fabricate す る た め の basic data を must る た め に, this study で は の tilt function materials, free vibration 弾 sex, settle と design - several と の masato is を three-d に 弾 sex theory base づ く the numerical analytical に よ り Ming ら か に す る. This research topic を application し た と き は research together a を の system project し て い た が, research を began す る と き に は luckily い に も study together the two の system と な っ た た め, make and 4 year に be giving set で あ っ た three-d に 弾 sex theory base づ く tilt function material の 弾 sex settle の interpret (the following, Topic 1) と in the 5th year of the Reiwa reiwa, に was implemented to determine <s:1> the same theory に basis づく the same material <s:1> free vibration <e:1> explanation (hereinafter, topic 2) を parallel <s:1> て implementation た. S make annual の topic 1 and 4 の results: (1) the theory of three yuan 弾 sex に base づ く tilt function material の linear block flexor problem を B - spline Ritz method で す る た め の design support ツ ー ル の open 発 を line っ た. (2) the Timoshenko beam theory と Trefftz の theoretical base に づ く tilt function material の linear block flexor problem を B - spline Ritz method で す る た め の design support ツ ー ル を open 発 し, そ の コ ー ド 検 line card を っ た. (3) the linear change さ れ た beam - column theoretical base に づ く tilt function material の linear block flexor problem を B - spline Ritz method で し, a bend load と こ れ に 応 seaborne す る seat flexor モ ー ド に and え る design - number の affect を Ming ら か に し た. S make annual の topic 2 and 4 の achievements: (4) three yuan に 弾 sex theory base づ く tilt function material の free vibration problem を B - spline Ritz method で す る た め の design support ツ ー ル の open 発 を line っ た. (5), tanaka の に mean field theory base づ く 価 interfaces such as the content method に よ り two component system axis tilt function material の average 弾 sexual destiny を presumption す る コ ー ド を し consummate, そ の justice を confirm し た. (6) Love の theoretical base に づ く tilt function material の 縦 free vibration problem を B - spline Ritz method で す る た め の design support ツ ー ル を open 発 し, そ の コ ー ド 検 line card を っ た. <s:1> で で で で (5)で can be made into たコ たコ ドを ドを ドを and make flexible use of <s:1> て る る る.

项目成果

線状の軸方向傾斜機能材料の縦自由振動問題へのB-spline Ritz法の適用性

B样条Ritz法在线性轴向功能梯度材料纵向自由振动问题中的适用性

• 发表时间: 2023
• 作者: 渡辺 力，落合 楓;落合 楓，渡辺 力;浅野拳斗，宇佐美勉，葛 漢彬，渡辺孝一;新宮百恵，名木野晴暢，足立忠晴;安部萌，名木野晴暢，足立忠晴
• 通讯作者: 安部萌，名木野晴暢，足立忠晴

面外せん断変形と初期応力を考慮した軸方向傾斜機能材料からなる長柱の線形座屈問題へのB-spline Ritz法の適用について

B样条Ritz法在考虑面外剪切变形和初始应力的轴向功能梯度材料长柱线性屈曲问题中的应用

• 发表时间: 2023
• 作者: 渡辺 力，落合 楓;落合 楓，渡辺 力;浅野拳斗，宇佐美勉，葛 漢彬，渡辺孝一;新宮百恵，名木野晴暢，足立忠晴;安部萌，名木野晴暢，足立忠晴;比江島慎二，三木弟梧;伊東竜哉，名木野晴暢，足立忠晴
• 通讯作者: 伊東竜哉，名木野晴暢，足立忠晴

B-spline Ritz法を用いた軸方向傾斜機能材料からなる長柱の線形座屈解析

使用 B 样条 Ritz 方法对由轴向功能梯度材料制成的长柱进行线性屈曲分析

• 发表时间: 2022
• 期刊: 土木構造・材料論文集
• 作者: 渡辺 力，落合 楓;落合 楓，渡辺 力;浅野拳斗，宇佐美勉，葛 漢彬，渡辺孝一;新宮百恵，名木野晴暢，足立忠晴
• 通讯作者: 新宮百恵，名木野晴暢，足立忠晴