設計におけるあいまいさを考慮した積層構造物の最適設計に関する研究

1996 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 08750283
• Research Institution: Hokkaido Institute of Technology
• Principal Investigator: 太田 佳樹 北海道工業大学, 工学部・機械工学科, 助教授 (50233151)
• Keywords: 繊維強化複合材料 / 積層平板 / 最適設計法 / 遺伝的アルゴリズム / あいまいさ / ファジ-論 / メンバーシップ

Research Abstract

本研究では機械構造物の設計における"あいまいさ"を考慮した最適設計法に関する研究を実施した.ここで取り扱った対象としては,繊維強化複合材料からなる積層平板を考え,この積層板に各種外荷重が作用した場合の最大たわみ最小化問題を,繊維強化複合材料の材料定数におけるあいまいさを考慮した定式化を行った.そして,本報告者が提案している連続変数を用いた遺伝的アルゴリズムによってこの最適設計問題の解を求めた.
具体的にはまず材料定数のあいまいさをファジ-論におけるメンバーシップ関数を用いて定量化した.そして,これらのメンバーシップ関数を用いて最適化問題における目的関数と制約条件に関するメンバーシップ関数をそれぞれ求め,それぞれのメンバーシップ関数の度合いを規定することにより,様々なメンバーシップ関数の度合いを満足する最適設計解を求めることができた.そして,多くの数値実験結果より材料定数におけるこのあいまいさが本最適設計問題の解に与える影響を明らかにすることができた.さらに,本手法で得られた新しい知見は従来の手法では容易に得ることのできないものと考えられ,本最適化法の有効性が検証できた.
なお,この研究成果は平成8年10月に開催された日本機械学会設計工学・システム部門講演会にて講演発表しており,また平成9年4月に米国で開催される構造・構造力学・材料に関する会議においても講演発表を予定している.