1995 Fiscal Year Annual Research Report
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07455394
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Grant-in-Aid for General Scientific Research (B)
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
影山 和郎 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助教授 (50214276)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大沢 勇 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助手 (00143389)
鈴木 敏夫 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助手 (20010895)
金原 勲 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (50011101)
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| Keywords | 複合材料構造 / アルゴリズム / 有限要素法 / 積層板理論 / 曲面直交座標 / 繊維配向角 / 構造モデル / オブジェクト指向 |
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| Research Abstract |
積層構造は板厚方向に不均質性を有するという特徴があるが、構造解析では積層板理論等により均質化した等価な異方性板に置き換えシェル要素によって計算するのが一般的である。この方法は従来の有限要素プログラムがそのまま利用できるという利点があるものの、いくつかの明確な問題点があることを軽量ヨットと高速艇の構造設計というケーススタディを通して見いだした。そこで本研究では、複合材料構造が積層作業というプロセスによって製造されるという点に注目し、そのプロセスを計算機上でシミュレートすることにより、繊維配向角や積層順序を定義し、よって有限要素解析用構造モデルを構築することができる複合材料構造モデルの開発を行った。本年度得られた成果は以下の通りである。
実際の複合材料構造に適用されている積層プロセスを詳細に検討し、完成品であるところの複合材料構造と成形プロセスの関係を理論的に考察した。すなわち、基本型の概念、基本型上で定義される曲面直交座標系、その曲面直交座標系上で定義される積層領域と積層角、そのようにして定義されたプライの積層順序、以上の基本概念により複合材料構造が記述できることを明らかにした。それらのそれらの考察もとづいて計算機上で複合材料構造の形状と積層構成を定義するためのアルゴリズムについて検討し、オブジェクト指向による積層構造モデル表現のためのプロトタイププログラムを作成した。さらに作成したモデルから汎用有限要素解析コードの入力データを出力するためのインターフェースプログラムの仕様を検討した。
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Research Products
(4 results)
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[Publications] 金原 勲 他: "先進複合材料によるマリンストラクチャの設計・製作支援システムの開発(第2報、積層材料用CAD/CAEシステムの設計・開発)" 日本造船学会論文集. 177号. 277-286 (1995)
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[Publications] 金原 勲 他: "先進複合材料によるマリンストラクチャの設計・製作支援システムの開発(第3報、異方性積層材料に適した有限要素法の適用)" 日本造船学会論文集. 177号. 593-599 (1995)
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[Publications] I.Kinpara et al.: "Finite Element Analysis of Composite Sandwich Structure by High-Order Elemennts" Proc.7th Japan-U.S.Conf.Compos.Mater.105-112 (1995)
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[Publications] K.Kinpara et al.: "Developmennt of Computer Aidid Design System for Advanced Composite Marine Structure" Proc.7th Japan-U.S.Conf.Compos.Mater.709-716 (1995)
