設計領域変動型トポロジー最適化手法の開発とその軽量構造設計への応用に関する研究

Research Project

Project/Area Number	25K07546
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Allocation Type	Multi-year Fund
Section	一般
Review Section	Basic Section 18030:Design engineering-related
Research Institution	Toyota Technological Institute
Principal Investigator	下田昌利豊田工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (00350570)
Project Period (FY)	2025-04-01 – 2028-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2025)
Budget Amount *help	¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000) Fiscal Year 2027: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000) Fiscal Year 2026: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000) Fiscal Year 2025: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Keywords	設計領域変動型トポロジー最適化 / 形状最適化 / マルチスケール / ポーラス構造 / リブ構造
Outline of Research at the Start	製品設計において、軽量化と高機能化の高次元での両立は必須の課題であり、その達成のため、新たな汎用性のある設計領域変動型トポロジー最適化手法を開発する。これにより得られる内部と外部境界の平滑性により応力評価や製造性の課題を解決すると共に、解の設計領域依存性や十分大きい設計領域の場合の計算コストの課題も解決する。また、開発手法を軽量構造設計のトレンドであるミクロ多孔質構造を含むマルチスケール形状設計とリブの配置と形状を同時に求めるリブ設計へ応用する。更に、得られた構造は３Dプリンターで試作し、実験的にもその性能を検証する。