| Research Abstract |
宇宙軽量構造としての膜面構造は,リンクル(しわ)の発生が構造性能の低下につながるため,リンクルの発生を抑える形状が求められる.昨年,開発した張力場理論に基づくリンクル強度解析とNURBS曲線を用いた形状最適設計に対して,矩形孔を有する膜面形状に対して,リンクルを最小化する最適形状を求めた.
さらに,形状変更だけでなく,境界部の補強によるリンクル量低減をめざした補強部の形状最適設計法を提案している.また,膜面構造の実用化に向けて,膜面をケーブル構造で補強する方式に対する有限要素解析のための膜・ケーブル要素を開発している.
形状最適設計の効果を実験により検証するために,引張を受ける膜面に生じるリンクルの計測実験装置を試作し,正方形膜面およびリンクル最小化形状に対してリンクルを比較した.膜面の固定方法などに改良点が存在するものの,定性的には形状最適化の効果を実証することができた.今後,この装置を用いて,変位の変動など確率過程モデルの実証を行うことができる.
一方,リンクル形状を定量的に予測するためには,張力場理論に基づく手法では限界があるため,シェル要素を用いた非線形有限要素解析が不可欠であり,その解析ツールを開発した.現在は,インフレータブルビームの曲げ解析に適用し,リンクル発生箇所の解析精度を実験結果と比較し,解析精度を確認した.また,振動解析についても解析精度の検証を進めている.
膜面に生じる張力の変動がリンクルにおよぼす影響を確率過程としてモデル化する手法についての考察を進めていて,上記の解析手法と組み合わせることによって,膜面に生じるリンクルの変動を検証する準備を進めている.
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