2017 Fiscal Year Annual Research Report
Taylor-Made Design of Sandwich Structures with Topology-Optimized Core Layers by Using 3D Printers
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15K05770
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| Research Institution | Chiba Institute of Technology |
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Principal Investigator |
鈴木 浩治 千葉工業大学, 工学部, 教授 (70322427)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
高戸谷 健 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 航空技術部門, 研究領域リーダ (40344254)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 位相最適化 / サンドイッチ構造 / 付加製造 / 3Dプリンタ / FEM解析 / 複合材料 / 軽量化設計 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平成29年度（2017年4月～2018年3月）は，本研究の最終年度ということで，過去2年間に得られた成果を整理しつつ，当初の研究目的や研究実施計画に照らしながら本研究を総括できるところまで成果を上積みすることに集中した1年だった．
具体的には，汎用有限要素法（FEM）解析コードMSC Nastran 2016およびその汎用プリプロセッサ Patran 2016を用いてサンドイッチ構造コア層を位相（トポロジー）最適化し，その結果をＦＤＭ型３Ｄプリンタにより成形するという流れを確立することができた．実際の３Ｄプリンタ成形体に対して，過去2年間には，静的曲げ試験および動的衝撃曲げ試験を実施し，さらにマイクロフォーカスX線CT撮像技術を駆使したリヴァースエンジニアリングを本位相最適化サンドイッチ構造に適用することで，３Ｄプリンタ成形された位相最適化形態の寸法精度や内部状態を詳しく調べてきたが，最終年度は３Ｄプリンタ成形特有の成形粗さ（積層痕）が成形体の耐久性や疲労特性に及ぼす影響を実験的に評価することもできた．
一方，CFRP積層板の層間に粘弾性柔軟シートを挿入するタイプのサンドイッチ構造の位相（トポロジー）最適化については，インパルスハンマ加振モーダル測定と本研究で独自に提案する最適化目的関数を用いることにより，ある程度の精度での材料特性の同定を可能とすることに成功した．また積極的に学会発表および国際会議発表を実施し，国内外に本研究の意義と得られた成果をアピールすることで，本研究分野を先導する役割の一端を担うことができたものと自負している．
以上の成果を国内学会講演会や国際会議において積極的に公表するだけでなく，学術論文等にて正式に公表することを今後早急に実行していくこととする．
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