Tuning mechanical activity through multiscale optimal design of odd elastic lattice structure

• Project/Area Number: 25K01119
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 18010:Mechanics of materials and materials-related
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 松原 成志朗 東北大学, 工学研究科, 准教授 (40823638)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 奥村 大 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (70362283) ; 永島 壮 名古屋大学, 工学研究科, 准教授 (80800317) ; 飛彈野 壮真 東北大学, 工学研究科, 助教 (31020555) ; 寺田 賢二郎 東北大学, 工学研究科, 教授 (40282678)
• Project Period (FY): 2025-04-01 – 2028-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2025)
• Budget Amount: ¥18,850,000 (Direct Cost: ¥14,500,000、Indirect Cost: ¥4,350,000); Fiscal Year 2027: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000); Fiscal Year 2026: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000); Fiscal Year 2025: ¥12,090,000 (Direct Cost: ¥9,300,000、Indirect Cost: ¥2,790,000)
• Keywords: 奇弾性 / メタマテリアル / マルチスケール / 構造最適化 / 3Dプリンタ

Outline of Research at the Start

本研究では，所望の力学活性を有する奇弾性構造体をデザインするためのマルチスケール構造最適化手法を開発し，3Dプリンタを用いて実用に供する最適な構造体を具現化する計算力学主体の材料開発法を創成する．具体的には，まず有限変形理論に基づく奇弾性構成則の構築と関連するロバストな有限要素解析手法を構築する．また，マクロな奇弾性とミクロな力学挙動をつなぐマルチスケール解析手法，および構造最適化手法を確立し，高精細3Dプリンタで作製した最適形状の材料試験を通して有用性を実証する．