要素分割依存性を考慮した比例法による界面き裂の解析

摘要

限要素法(FEM)は汎用性に優れていることから，工学的諸問題に広く使用されており，有限要素法を用いて界面き裂の応力拡大係数を計算する方法はいくつか開発されている.西谷らによって，FEMより得られる均質材でのき裂先端（第ゼロ節点）の応力値が，き裂先端近傍の特異応力場を代表することに着目し，簡便に応力拡大係数を求める方法が考案された.また，小田らは界面き裂問題において有限要素解析により得られるき裂先端における応力値を用いて，基準解の比をとることにより界面き裂の応力拡大係数K_1，K_2を簡便，高精度に決定する手法を考案した.以後，この手法を比例法と呼ぶ.比例法は，未知問題と基準問題でき裂長さや最小要素サイズを等しくすることが必要であった.しかしながら，自動要素分割などの機能を使用してFEMモデルを作成する場合や，き裂進展解析などを取り扱う場合，基準問題と常にき裂長さや要素寸法を等しくすることは労力を有することが多い.