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財団法人ソフトウェア工学研究財団

平成13年度高度情報化支援ソフトウェアシーズ育成事業

構造設計用メッシュレス法解析
統合システムの開発

Development of Integrate System of Meshless Method Analysis for Structural Design

萩原 世也(Seiya Hagihara)
佐賀大学 
佐賀市本庄町1番地
e-mail: hagihara@me.saga-u.ac.jp

池田 徹(Toru Ikeda)
九州大学
福岡市東区箱崎6-10-1
e-mail: ikeda@chem-eng.kyushu-u.ac.jp

宮崎 則幸(Noriyuki Miyazaki)
九州大学
福岡市東区箱崎6-10-1
e-mail: miyazaki@chem-eng.kyushu-u.ac.jp

渡辺 隆之(Takayuki Watanabe)
株式会社CRCソリューションズ 
東京都江東区南砂2-7-5
e-mail: twata@crc.co.jp

金 伝栄(Jin Chaunrong)
株式会社CRCソリューションズ 
東京都江東区南砂2-7-5
e-mail: c-jin@ crc.co.jp


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概 要

 有限要素法(FEM)のようなメッシュを必要としないメッシュレス法の一つであるエレメントフリーガラーキン法(EFGM)は,FEMのような複雑なメッシングを行う必要が無く,利用者のミスが発生することも少なくなる.平成12年度高度情報化支援ソフトウェアシーズ育成事業により実施した「GUIを備えた材料非線形メッシュレス法解析システムの開発」により,このようなEFGMの利点を利用し,EFGMをベースとした,ユーザフレンドリな構造および破壊解析のグラフィカルユーザインターフェース(GUI)を備えたインテグレートシステムの開発を行った.これにより,有限要素法で多大な作業を要した要素再分割の作業も簡単に行うことができるため,利用者のトータルコストを減少させることができるシステムの開発を行うことができた.
 今回のシステム開発は平成12年度に開発を行った材料非線形メッシュレス法解析システムにさらに動的メッシュレス法解析の機能を付加させ,破壊力学パラメータ解析には動的J積分による解析機能の開発を行った.またそれに伴いグラフィカルユーザインターフェース(GUI)についても機能追加を行い,動・静的メッシュレス法解析統合システムを開発した.平成12年度高度情報化支援ソフトウェアシーズ育成事業により実施した「GUIを備えた材料非線形メッシュレス法解析システムの開発」により開発を行ったメッシュレス法解析システムに対し, 衝撃荷重や動的な拘束による動的挙動を明らかにする動的解析機能を開発した.また,破壊力学パラメータ解析には動的J積分により解析を行うことができる機能を開発した.さらにGUIには,時間過渡応答を視覚的に表すことができるアニメーション機能等,動的解析,動的破壊力学パラメータをユーザに示すことができる機能の開発を行った.これにより,要素分割の作業の省力化だけでなく,メッシュレス法解析を静・動的解析を統合的に行うことができるため,利用者が新たに解析手順を修得することなく,広い解析を行うことができ,解析結果も理解しやすく表示できるようなシステムの開発を行うことができた.

ABSTRACT

A lot of CAE (Computer Aided Engineering) systems adopt the FEM (Finite Element Method) as main solver of the systems. The finite element method requires connectivity information between nodes and elements for objects of analyses. Therefore we consume skill and time of the engineers for creating FEM mesh and remesh now.
The element free Galerkin method (EFGM) is one of the meshless methods. This method is a new numerical method which is expected to be utilized for many problems of the continuum mechanics and for a main tool of the seamless system between the CAD and the CAE instead of the finite element method. The element free Galerkin method is desired as the CAE system reducing time and costs of the designing structures.
In the Support program for young software researchers for fiscal 2000 performed by the Research Institute of Software Engineering, we develop the meshless CAE system for static analysis using the element free Galerkin method for material nonlinear analysis and calculating fracture mechanics parameters and develop the GUI (Graphical User Interface) system.
In the Support program for young software researchers for fiscal 2001, the dynamic meshless CAE and fracture analysis system are developed as the further development. The dynamic meshless CAE and fracture analysis system is added to the static meshless CAE and fracture system. We can analyze static, dynamic and fracture mechanics problems using this integrate system this meshless CAE and fracture analysis. Costs of making mesh for analyses can be saved and the both static and dynamic problem can be analyzed in this development of meshless method analysis system.

謝辞

「構造設計用メッシュレス法解析統合システムの開発」の研究開発は,情報処理振興事業協会(IPA)より委託を受けた財団法人ソフトウェア工学研究財団(RISE)が実施した平成13年度「高度情報化支援ソフトウェアシーズ育成事業」での支援を受けて行ったことを付記し,感謝する.

Ackowledgment

This software was developed by RISE (Research Institute of Software Engineering) under support from IPA's(Information-technology Promotion Agency) "Support program for young software researchers"

当該研究開発の成果物に対する知的所有権はIPAと萩原世也,池田徹,宮崎則幸,株式会社CRCソリューションズの共有である.