著者

横関 邦彦 河原 宏紀 兼清 泰明

出版者

構造物の安全性・信頼性に関する国内シンポジウム運営委員会

雑誌

構造物の安全性および信頼性:構造物の安全性・信頼性に関する国内シンポジウム(JCOSSAR)論文集 第10回構造物の安全性・信頼性に関する国内シンポジウム (ISSN:27590909)

巻号頁・発行日

pp.120-127, 2023 (Released:2023-10-24)

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A numerical approach is developed for analysis on random stress field of FRP strengthened CFRP plate under uniaxial tensile load, where the multiple precision arithmetic is applied to reduce instability of numerical scheme. First, a system of differential equations is formulated for describing axial force, shear force and bending moment of CFRP plate, which is directly applied to formulate normal and shear stress of adhesive material between CFRP plate and FRP material. Next, the system of equations is extended to a system of spatially random differential equations by taking into account spatially random variation of thickness of the adhesive material. Finally, numerical simulations are executed for generating sample functions of normal stress as well as shear stress of the adhesive material, where multiple precision arithmetic is applied to numerical simulations. It is clarified that the numerical scheme for calculating stress field of the adhesive material shows significant instability under widely used double precision arithmetic, which indicates that application of the multiple precision arithmetic is undoubtedly needed.

著者

笠行 健介 兼清 泰明 石川 敏之 檀 寛成

出版者

公益社団法人 土木学会

雑誌

土木学会論文集A2(応用力学) (ISSN:21854661)

巻号頁・発行日

vol.74, no.2, pp.I_23-I_31, 2018 (Released:2019-01-31)

参考文献数

10

被引用文献数

1

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CFRP接着鋼部材を対象とした数値解析において発生する恐れのあるスキームの数値不安定化を,多倍長精度計算方式を適用することにより安定化させて高精度の解を得る手法を構築する.まずCFRP板が接着された鋼板に引張荷重が負荷されるという想定の下で,CFRP板に生ずる軸力とせん断力に対する静力学的基本微分方程式を導き,境界条件を伴う解を伝達マトリクス法により初期値問題の解から構成する枠組みを与える.次に,IEEE 754に基づく固定精度浮動小数点方式による数値解法ではスキームを高精度化しても数値不安定現象が発生し,定性的に異なる挙動の解しか得られないことを示す.最後に多倍長精度計算ライブラリGMPを用いた任意精度方式による数値解法を適用することにより,スキームが安定化して定性的に正しい解が得られることを明らかとした.さらに,(i) 同様のアプローチがCFRP板端部にテーパを設けた場合にも有効であること,(ii) 得られた解は有限要素解析の結果とよく一致すること,(iii) 有限要素解析では数値評価が困難なCFRP板端部付近の応力の挙動も算出し得ること,を明らかとした.