解析事例詳細

SPH粒子法による亀裂(クラック)発生・進展、破壊シミュレーション

概要

・SPH粒子法は基本的には物理シミュレーション
 SPH粒子法は、運動する物質・物体に視点を据えて物理量の変化を観測するラグランジアン解法を用います。
 構造物中に発生する亀裂(クラック)の進展や破壊といった、連続体の構造そのものが変化する挙動に対しても、構造物中の粒子(評価点)を用いてクラックの形状をモデル化し、粒子の移動というメッシュレスな解析手法を用いて直接計算・シミュレーションすることで効率的に挙動解析を行います。

*:有限要素法では、亀裂が進展するたびに構造全体のメッシュを再分割しなければならず、解析が難しかった


疲労亀裂進展シミュレーション

 小さな円孔(初期欠陥孔)があるフランジに、捩じり疲労負荷を与えた時の亀裂(クラック)進展挙動をSPH粒子法でシミュレーションする。
 外表面に現れるクラック挙動、内部に現れるクラックの成長を計算で求め、実験結果と比較する。


動画(外表面に現れるクラックの挙動)
動画(内部に現れるクラックの成長)
打ち抜き(貫通)クラックシミュレーション

 4箇所を固定した試験片に、小さな弾頭状の物体を衝突・貫通させる実験を行う。
 SPH粒子法を用いて、試験片各部に生じる応力・形状の変化をシミュレーションし、実験結果と比較する。


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