平板の応力集中部における最適形状の設計法について
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概要
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荷重を受ける構造物の不連続部に生じる応力集中を緩和するためには不連続部の形状に丸みをつけたり,厚板による補強などの経験的な方法が従来より行われている.しかし不連続部の形状を最適化することによって応力の集中率を大幅に低減することが可能であり,その手法の確立が望まれている.本論文で提案する形状最適化手法は有限要素法による応力解析に形状最適化条件を併用して平板構造物の応力集中部における応力分布を平坦化し,周辺応力の最大値を極小化する周辺形状を自動的に決定する方法である.本方法では,有限要素法による解の精度の低下を避けるために,応力集中部付近にメッシュの変更を許容する領域を指定し,最適化の過程において応力集中部の形状が変化するごとに,要素の大きさができる限り等しくなるように,乱数を利用した自動要素分割法によりその領域内を再分割する.また形状最適化の過程において必要な外部境界上の応力値には節点力を用いた応力平滑化法を用い,高精度の応力分布を得ることができる.本方法が平板構造の応力集中部における形状の自動決定法として有用であることを数値実験により示した.
- 1995-08-15
著者
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