メッシュレスCAE(計算力学)

 機械構造物の応力解析において有限要素法(FEM)が盛んに利用されている(図1)。

しかし、CADと異なり有限要素法解析においては、形状を定義するだけでなく、要素分割

が必要である。高度な自動要素分割プログラムの開発も盛んに行われているが、三次元の

要素分割には、かなりのCPU Timeを要する。また、要素分割により計算値が異なる場合が

ある。そこで、要素分割を使用しないメッシュレス解法が研究されている。

 一方、境界要素法は境界の要素分割のみで解析が行えるが、非線形解析においては、

セルと呼ばれるメッシュ分割が必要になる。本研究では、弾塑性解析などの非線形解析に

おいてもメッシュレスで解析する方法を開発した。本解法を三重相反BEMと名付けている。

図2,3,4(a)は、計算のための入力データであり、(b)にこのデータから計算された塑性領域

のひろがりを示す。(詳しくは発表論文および国際会議のプロシーディングを参照して下さい.)

 

図1 従来の方法(FEM:ビーム型ロードセルの変形)

   

       (a)円穴のある平板(1/4)                (b)塑性領域

図2メッシュレスCAE(塑性域の広がり)

 

      

     (a)Vノッチのある平板の引っ張り

    (b) 塑性領域

図3 メッシュレスCAE(塑性域の広がり)

 

      

   (a)フラット・パンチによる圧縮 

(b) 加工硬化係数との関係

図4 塑性領域のひろがり