2018 Fiscal Year Annual Research Report
繊維強化複合材料の繊維の特性を活かした軽量網目構造の研究
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17J04891
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
下中 淳史 東京大学, 工学系研究科, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2017-04-26 – 2020-03-31
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| Keywords | 複合材料 / CFRP / 構造最適化 / 最適設計 / 有限要素法 / 数値解析 / 破壊 / 座屈 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、航空機、宇宙機、自動車並びにその他の輸送・移動手段として用いられる機器の構造重量を軽量化することを目指し、炭素繊維に代表される繊維で強化された複合材料からなる網目構造について、繊維の特性を活かした設計方法を確立することに取り組んでいる。本年度は、(1)網目構造を適用すべき構造に関する発展的な力学解析、(2)網目構造に対応する設計空間の性質の考察、(3)網目構造の設計最適化の実行、(4)選択する最適化法と最適化結果の関係の考察、を行った。1については、網目構造と比較すべき従来型の構造について、前年度までの解析方法・解析対象を発展させ、より詳細な結果を取得した。2については、網目構造を数理モデルで表し、そのパラメータである設計変数が、網目構造に対応する設計空間を形作ると考え、その設計変数・設計空間について、全探索および基礎的な数理計画法を用いた設計探索を行うことで、最小化または最大化すべき網目構造の特性が、設計変数に対しどのように変化するのかという関係を調査した。3については、上述の設計変数を入力とする網目構造の設計最適化問題について、メタヒューリスティクスを含めた数理計画法を適用した。4については、網目構造の設計最適化において選択する最適化法・最適化アルゴリズムと、それらが与える最適化結果の関係を調査した。これらの取り組みによって、1、比較対象としての構造に関する発展的な解析結果の取得、2、検討すべき最適化問題の性質に関する知見の獲得、3、最適化問題と最適化法の対応、4、最適化法と最適化結果の関係に関する知見の獲得、を行うことができた。今後は、網目構造の設計に関してこれまでに得られた結果を総合しながら、網目構造の設計法に関する知見を深めていく予定である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
網目構造に関して、比較対象としての構造に関する発展的な解析結果を取得できた。検討すべき最適化問題の性質に関する知見を獲得できた。最適化問題と最適化法を対応させることができた。最適化法と最適化結果の関係に関する知見を獲得できた。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、網目構造の設計に関してこれまでに得られた結果を総合しながら、網目構造の設計法に関する知見を深めていく予定である。
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