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2016 Fiscal Year Research-status Report

マイクロラティスパネルの特性評価と形状最適化設計

Research Project

Project/Area Number 15K05690
Research InstitutionTokyo University of Science

Principal Investigator

牛島 邦晴  東京理科大学, 工学部機械工学科, 准教授 (00349838)

Project Period (FY) 2015-04-01 – 2018-03-31
Keywords曲げ剛性 / 振動特性 / 造形品質 / additive manufacturing / FEM
Outline of Annual Research Achievements

本研究は「マイクロラティスパネルの特性評価と形状最適化設計」と題し,金属3Dプリンタで造形したマイクロラティスパネルがどのような機械的特性(剛性,強度,伝熱,振動,吸音・遮音特性)を有するのか,既存のセル構造(例えばハニカム構造)と比べどのような特長を有しているのかを明らかにすることを,研究の第一目的としている.さらに,形状最適化設計やトポロジー最適化設計を用いて,様々な用途で使用されるラティスサンドイッチパネルにおいて,ラティスを構成するセルの最適な配置を提案することを,研究の第二目的としている.、

平成27年度はマイクロラティスの機械的特性として,準静的に圧潰させたときの剛性・強度,衝撃吸収特性ならびに熱伝導特性について,FEM解析に基づく解析・検討を行った.
平成28年度は平成27年度の研究(準静的特性,衝撃吸収特性,熱伝導特性)に加え,マイクロラティスを実際に金属3Dプリンタで造形したときの造形精度,サンドイッチパネルとして利用したときの強度,振動特性,ならびにトポロジー最適化を用いた設計の基礎データ収集を中心に行った.造形精度とレーザ照射条件(走査速度,レーザ出力)との関係が明らかとなった.また,最適化についても数値解析でも求めた最適解をベースにラティスユニットセルを配置させることに成功した.
これらの研究成果は1回の国際会議(ベストポスター賞),2回の国内の学会で発表し,論文も1報掲載された.

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

吸音,遮音特性は実施できなかったが,実際の形状(サンドイッチパネル)での特性(曲げ特性,強度,振動特性)並びに最適化設計を始めることができたことは,当初の計画通りである.

Strategy for Future Research Activity

今年度は衝撃吸収特性について,実際の衝突実験を行う.また,振動特性,吸音・遮音特性についても,実験を行い,同時にFEM解析との比較・検討を行う予定である.

Causes of Carryover

本年度は吸音・遮音特性に関する研究(解析・実験)を行うことができなかったため,そのための予算支出が発生しなかった

Expenditure Plan for Carryover Budget

本年度吸音・遮音特性実施予定であり,その諸費用として使用する.

  • Research Products

    (4 results)

All 2017 2016

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (3 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Journal Article] ラティス構造を利用した材料の機能化2016

    • Author(s)
      牛島邦晴
    • Journal Title

      機能材料

      Volume: 36-12 Pages: 35-39

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 選択的レーザ溶融法で作製したマイクロラティス構造の機械的特性2017

    • Author(s)
      長倉祐太,牛島邦晴
    • Organizer
      日本機械学会関東支部第23期総会・講演会
    • Place of Presentation
      東京理科大学葛飾キャンパス
    • Year and Date
      2017-03-16 – 2017-03-17
  • [Presentation] 3点曲げ荷重を受けるマイクロラティスサンドイッチパネルの強度評価2017

    • Author(s)
      大町あゆみ,牛島邦晴
    • Organizer
      日本機械学会関東支部第23期総会・講演会
    • Place of Presentation
      東京理科大学葛飾キャンパス
    • Year and Date
      2017-03-16 – 2017-03-17
  • [Presentation] Effect of Missing Cells on the Initial Stiffness and Plastic Yielding Surface of Three-Dimensional Micro-Lattice Structures2016

    • Author(s)
      Kuniharu Ushijima
    • Organizer
      Global Congress and Expo on Materials Science and Nanoscience
    • Place of Presentation
      ドバイ(UAE)
    • Year and Date
      2016-10-24 – 2016-10-26
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2018-01-16  

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