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J-GLOBAL ID：202302210022356267   整理番号：23A1619106

脆性-延性複合構造物のトポロジー最適化のための拡張 SIMP 材料モデルおよび感度解析法の提案

AN EXTENDED SIMP MODEL AND SENSITIVITY FORMULATION FOR TOPOLOGY OPTIMIZATION OF BRITTLE-DUCTILE COMPOSITE STRUCTURES

著者 (4件)： 藤原睦樹 (名古屋大学 大学院工学研究科 土木工学専攻) ,  干場大也 (名古屋大学 大学院工学研究科 土木工学専攻) ,  西口浩司 (名古屋大学 大学院工学研究科 土木工学専攻) ,  加藤準治 (名古屋大学 大学院工学研究科 土木工学専攻)
資料名： 土木学会論文集(Web)  (Japanese Journal of JSCE (Web))
巻： 79  号： 15  ページ： ROMBUNNO.22-15028(J-STAGE)  発行年： 2023年 
JST資料番号： U0102C  ISSN： 2436-6021  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： 日本 (JPN)  言語： 日本語 (JA)

抄録/ポイント： 高強度かつ高靭性な構造は工学的に理想的な構造である.一部の複合構造物では,延性材料と脆性材料という性質の異なる 2 種類の材料を組み合わせることで,構造全体で高い強度と靭性を両立している.本研究では,そのような複合構造物を対象として,強度および靭性を最大化するためのトポロジー最適化手法を提案する.この手法は,強度を担う脆性損傷材料と靭性を担う von Mises 弾塑性材料からなる 2 相構造を想定し,数理構造の異なる 2 つの材料構成則を部分的に組み合わせた特殊な材料表現法を用いるものである.本論文では,本手法に関する一連の定式化について記述し,数例の数値計算結果を示す.(著者抄録)

シソーラス用語： 脆性 ,  延性 ,  構造物 ,  *複合構造 ,  *最適化 ,  *位相幾何学 ,  相当応力 ,  材料 ,  *弾塑性 ,  Von Mises応力 ,  弾塑性材料 ,  複合構造物 ,  位相最適化 ,  *機械的性質 ,  *改変
準シソーラス用語： トポロジー最適化

著者キーワード (6件)： topology optimization ,  brittle-dutile composite structure ,  SIMP method ,  topology optimization ,  brittle-dutile composite structure ,  SIMP method

分類 (2件)： 材料力学一般  (HC01000U) ,  塑性力学一般  (HC03010T)

引用文献 (14件)：

• 1) 村上澄男:連続体損傷力学 損傷・破壊解析の連続体力学的方法,森北出版株式会社,第 1 版,第 1 刷,pp. 247-254, 2008. [Murakami, S.:Renzokutaisonshorikigaku Sonshohakaikaisekino Renzokutairikigakutekihouhou, 1st ed., pp. 247-254, Morikita Publishing Co., Ltd., 2008]
• 2) 寺田賢二郎:非線形有限要素法 弾塑性解析の理論と実践,森北出版株式会社,第 1 版,第 2 刷, 2014. [Terada, K.:Hisenkeiyugenyousohou Dansoseikaisekinorirontozissen, 1st ed., Morikita Publishing Co., Ltd., 2014]
• 3) 干場大也,加藤準治,高瀬慎介,寺田賢二郎,京谷孝史:弾塑性材料の繰り返し載荷を考慮したマルチフェーズトポロジー最適化および解析的感度の精度検証,土木学会論文集 A2,Vol. 70,No. 2,pp. 317-328,2014. [Hoshiba, H., Kato J., Takase, S., Terada, K. and Kyoya, T:Multiphase Topology Optimization Considering Elastoplastic Cyclic Deformation and Accuracy Validation of Analytical Sensitivity, Transaction of the Japan Society of Civil Engineers A2, Vol. 70, No. 2, pp. 317-328, 2014]
• 4) Russ, JB. and Waisman, H.:Topology optimization for brittle fracture resistance, Comput. Methods Appl. Mech. Engrg., Vol. 347, pp. 238-263, 2019.
• 5) Tauzowski, P., Blachowski, B. and Logo, J.:Topology optimization of elasto-plastic structures under reliability constraints : A first order approach, Comput. Struct., Vol. 243, Article 106406, 2020.

タイトルに関連する用語 (8件)： 脆性 ,  延性 ,  複合構造物 ,  トポロジー最適化 ,  拡張 ,  材料モデル ,  感度解析 ,  提案