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サンプル&事例紹介ANSYS AUTODYN:衝撃解析ソフトウェア

コンクリート構造物内のTNT爆発解析

火薬類等の爆発による産業事故、テロといった高エネルギー物質による脅威が深刻な問題となりつつある。これらの現象のモデル化を行い、安全性を評価するための基礎データを取得するような解析プロセスを確立することが急務となっている。よって、CTCではその初期段階として、コンクリート構造物内のTNT爆発を仮定した3次元爆発解析を行った。
なお、ここでは省略するが、爆薬の鉄筋コンクリート(RC)板上の近接爆発実験とAUTODYNによる3次元解析結果の比較検討を行っている。これらに関しては参考文献等を参照されたい。

解析条件

初期状態 3次元モデル初期状態
  • 鉄筋コンクリート、土壌はLagrangeソルバー、コンクリート内側の鋼板はShellソルバーを適用。
  • 3次元モデル上でEuler/Lagrange(Shellを含む)相互作用を設定。

解析結果

鉄筋コンクリート構造物背面の材料状態図 鉄筋コンクリート構造物背面の材料状態図(解析開始から10ms後)
(緑:弾性状態、水色:塑性状態、赤:破壊状態)

コンクリート構造物と爆発解析に関する主な参考文献

  • 片山雅英、田中克己、「爆薬の爆ごうを伴う物理的複雑系の数値解析法」、火薬学会誌第62巻第6冊(2001)pp257-268
  • 片山雅英、「高速衝突と爆発現象の数値シミュレーション」、シミュレーション第22巻第2号(2003)pp38-42
  • M. Katayama et al., "Numerical Analysis Method for the RC and Geological Structures Subjected to Extreme Loading by Energetic Materials", 1st Int. Conf. on Design and Analysis of Protective Structures against Impact/Impulsive/Shock Loads, Dec. 15-18, 2003, Tokyo, Japan, pp.287-297
  • 片山雅英他,「高速衝突と爆発を被る鉄筋コンクリート構造物の変形破壊挙動の数値解析法」,計算工学講演会論文集、Vol.9(2004)
  • 片山雅英、「爆発を中心とした衝撃問題の数値解析法」、EXPLOSION, 第14巻第2冊(2004)pp.60-67
  • 片山雅英他,「爆薬の空中爆発に伴う鉄筋コンクリート構造物の損傷に関する数値解析」,平成16年度衝撃波シンポジウム講演論文集(2005)pp.177-180

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