Research on fundamental algorithm of mechanical surface transformation based on geometric theory

2018 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 17K06971
• Research Institution: National Institute of Maritime, Port and Aviation Technology
• Principal Investigator: 松尾 宏平 国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所, その他部局等, 研究員 (00399528)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2020-03-31
• Keywords: 曲面幾何 / 曲率線 / スマートマテリアル

Outline of Annual Research Achievements

平成30年度は、初期の曲面→目的の曲面に変形できるシステムを開発した。具体的には、初期曲面と目的曲面の曲率線格子の対応付けを行い、対応する曲率線同士の（曲線長, 法曲率Kn, 測地的曲率Kg）の差から、与えるべき変形３要素（伸縮δd、法曲率変化δKn、測地的曲率変化δKg）を算出し、それらを与えることで目的曲面に変形できるシステムを開発した。システムでは、変形３要素を与える順番や変形の刻み幅を任意に変えることができ、それによって変形がどのように進展するのか（変形過程）を観察することができる。ただし、変形ごとにその変形を評価する評価指標（総移動量等）を出力するまでには至っていない。

Current Status of Research Progress

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

Reason

曲面変形のシミュレーションシステムの主要部を当初の計画通りに開発した。

Strategy for Future Research Activity

これまでに開発した曲面変形シミュレーションシステムを活用して、曲面成形の最適変形プロセスの解明に取り組む。変形過程を定量的に評価する手法を構築し、最適な変形プロセスの決定が行えるようにする。変形過程の定量的評価として、曲面成形過程における総移動量、総内部歪み量、総弾塑性エネルギー量等について検討する。変形過程の定量化から、様々な想定の下で、どのような変形プロセスが最も適しているかをシステマチックに提案する手法について検討する。例えば、最もエネルギー効率が優れる成形プロセスとしては総弾塑性エネルギーが最小のもの、最も短時間で成形できるプロセスとしては総移動量が最小のものというように、曲面の製造方法等に応じて曲面の成形過程を整理する。

Causes of Carryover

これまでの研究活動は理論の構築及び当該理論を実装したプロトタイプシステムによる理論検証が主であった。プロトタイプシステムについても自作し、特に経費は発生しなかった。一方、最終年度においては、曲面変形シミュレーションシステムを第三者でも利用できるようにインタフェース（GUI)の整備等を行う予定である。そのシステム開発については外部委託を想定しており、昨年度分の研究費も含めて使用する予定である。