応力増分方向依存塑性構成式の効率的数値積分法に関する研究

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材料の変形局所化過程を十分に表現できると考えられる応力増分方向依存塑性構成式を有限要素法に適用する場合,Rmin法による変位増分の制御を行っている.しかし,変形が局所化するような負荷経路をたどるときRmin値が非常に小さくなり計算が進行せず計算効率の悪さが指摘されている.その計算効率の悪さを改善するために数値計算上の特性および問題点の把握ならびにその時の諸量の関係について検討を行った.その結果,基本的に弾塑性解析であるため非線形有限要素法であり,弾性から塑性へ移行する状況でRmin値が小さくなることがわかった.さらに,応力増分方向依存塑性構成式における塑性パラメータの数値によってもRmin値の変化が大きいことがわかった.また,全体が塑性域に達した後の増分量の決定はある許容値内におさまるように絶対値によって相当塑性ひずみ増分のRmin値を決定したが,局所化が生じている要素においては非常に大きな増分値を持っているためその許容値が厳しく,弾性除荷の要素についてはゆるい許容値となっており全体的に小さなRmin値になる.そこで,大きな増分値をとれるように現在の相当塑性ひずみに対する増分量が許容値内におさまるような相対値をとるように決定することによりRmin値が10^<-3>程度のオーダーにおさまるようになった.また,Rmin法だけでなく従来のJ2Flow則に用いられているようなReturn-Mapping法による増分量の制御を試みているが明確な結果はまだえられていない.今後,J2Flowと応力増分方向依存塑性構成式との比較検討を行い,さらに実問題として変形局所化過程を表現する要素の開発が急務であり,その要素の開発によってさらなる有限要素を用いた弾塑性解析の発展が望めるものと考える.