Abstract
空間骨組構造の非線形有限要素解析における smart algorithm として
著者らは、順応型 Shifted Integration 法（ASI 法）と称する新しい
計算アルゴリズムを
開発し、骨組構造の塑性崩壊問題、弾塑性座屈問題などの静的崩壊問題に
応用してきた。本手法は、線形 Timoshenko はり要素あるいは
Bernoulli-Euler の仮定に基づく３次はり要素による非線形有限要素解析に
おいて、剛性マトリックス（すなわち、ひずみエネルギー）評価のための
数値積分点を要素の弾塑性性状に応じ順応的にシフトすることにより、
大規模骨組解析に対し最大限の計算効率を達成するための手法であり、
インプリメンテーションが容易なことも特長の一つである。
本研究では、この ASI 法を骨組鋼構造の動的崩壊問題に応用する。すなわち、
これまで扱ってきた単調荷重下の静的塑性崩壊および弾塑性座屈問題に
おいては、応力・ひずみ関係における除荷挙動は副次的な役割しか
果たさなかったため、塑性ヒンジの発生とともにシフトされた数値積分点は
除荷の発生により要素が弾性状態に復帰しても再シフトされなかったが、
動的崩壊解析においては弾塑性波の伝播に伴って生ずる負荷・除荷挙動を
精度よくシミュレートすることが重要となる。また静的問題でも、
繰返し荷重下の塑性崩壊問題においては除荷挙動が支配要因となり、
本研究ではこのような繰返し荷重下の準静的崩壊も含めた動的崩壊問題に
対し、除荷時の再シフトを考慮した ASI 法による smart algorithm を
構成し、簡単な骨組構造の Shake-down 解析、漸増崩壊解析、動的崩壊解析
などによりその効果を検証する。
The Adaptively Shifted Integration technique (abbreviated to the ASI technique) is applied to the dynamic collapse problems of framed structures including quasi-static collapse under repeated loadings. The unloading of materials plays an important role in these behaviors. In the present analysis using cubic beam elements, the reshifting of the integration points to the Gaussian points in the unloaded elements is conducted in order to accomplish higher accuracy for the material-unloading behavior. The solutions given by the conventional method, the ASI techniques with and without reshifting are compared to show the validity of the newly proposed computational algorithm.