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2010 Fiscal Year Annual Research Report

新概念コンポジットの航空・自動車軽量構造への実用化と多目的統合最適化

Research Project

Project/Area Number 21360105
Research InstitutionHokkaido University

Principal Investigator

成田 吉弘  北海道大学, 大学院・工学研究院, 教授 (00137407)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 佐々木 克彦  北海道大学, 大学院・工学研究院, 教授 (90215715)
Keywords複合材料 / 航空機構造 / 自動車パネル / 最適化 / 振動解析 / 座屈解析
Research Abstract

本研究の2年目は,新概念コンポジットの交通機械に対する実用的な適用を図った。このため航空機では,中央翼,主翼リブ,外側フラップ,主翼前縁,フラットトラックパネル,エンジンカウル,胴体尾部,水平尾翼,垂直尾翼,などの構造を分析した。これから単純な形状へのリダクションにより解析的な方法を適用する場合と,原型に近い解析モデルを作成してFEM解析を行う場合に分けた。自動車構造については,ルーフ,ボンネット,サイドパネルなどについて,新概念コンポジットの適用を検討した。とくに自動車用の曲面パネルでは,座屈に対する強度が重要であり,曲面モデルに曲線状の強化繊維を配向させた場合の力学挙動を検討した。
航空機や自動車の交通機械構造は,いくつかの構造要素に分解できる。例えば平板や小さい曲率をもつ偏平シェル(パネル),はり,骨構造などである。新概念コンポジットからなるこうした構造要素は,構造の一部として,またはより大きな構造の近似モデルとして利用される。力学現象から見ると,静応力強度解析,振動解析,座屈解析,衝撃解析などがある。それらについて,従来から本研究室で蓄積してきた最適化手法(層別最適化法,数理計画法,遺伝的アルゴリズム,効率的反復大局解探索法)を適用して,それらの特性を最適化した。対象物は,可能なかぎり実用構造を用いて,新概念コンポジットの有利性を提示した。
実験については,前年度に習熟した動き解析マイクロスコープを利用して,交通機械構造の実物に近いモデルについて,動特性に関する実験を行った。また減衰測定システムにより,振動と衝撃に対する減衰特性を調べた。高次モードについては,従来のレーザー変位計や動き解析マイクロスコープは使用できないため,このシステムを活用して実験的な成果を得た。

  • Research Products

    (40 results)

All 2011 2010 Other

All Journal Article (13 results) (of which Peer Reviewed: 6 results) Presentation (26 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Vibration Design of Laminated Fibrous Composite Plates with Local Anisotropy Induced by Short Fibers and Curvilinear Fibers2011

    • Author(s)
      Shinya Honda, Yoshihiro Narita
    • Journal Title

      Composite Strtzctures

      Volume: 93巻 Pages: 902-910

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Static design for the fibrous composite plates reinforced by curvilinearly shaped fibers2011

    • Author(s)
      Shinya Honda, Kosuke Owatari, Yoshihira Narita
    • Journal Title

      Proceedings of 14th European Conference on Composite Materials (ECCM-14)), Budapest, Hungary

      Volume: USB,p63 PaperID:989-ECCM14

  • [Journal Article] 曲線状繊維によって強化された複合材積層板の座屈解析2010

    • Author(s)
      本田真也,大西良昌,成田吉弘
    • Journal Title

      日本機械学会論文集(C編)

      Volume: 76巻765号 Pages: 1056-1061

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 実験計画法を用いた複合材料構造の多目的最適化2010

    • Author(s)
      上甲康之,本田真也,成田吉弘
    • Journal Title

      日本機械学会論文集(C編)

      Volume: 76巻765号 Pages: 1062-1067

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 多孔性長方形板のモデリングと振動特性2010

    • Author(s)
      成田吉弘,山口雄平,申義變
    • Journal Title

      日本機械学会論文集(C編)

      Volume: 76巻766号 Pages: 1413-1418

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 曲線状繊維によって強化された複合材積層板の応力集中最小化2010

    • Author(s)
      本田真也,大渡康介,成田吉弘
    • Journal Title

      日本機械学会論文集(A編)

      Volume: 76巻769号 Pages: 1139-1146

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] ペットボトル形状に対する印象評価2010

    • Author(s)
      矢澤宗厚,成田吉弘
    • Journal Title

      日本感性工学会論文誌

      Volume: 10巻1号 Pages: 27-34

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Layerwise Optimization for Vibration of Automobile Composite Panels2010

    • Author(s)
      Yoshihiro Narita, Shinya Honda, Claire Couppi
    • Journal Title

      Proceedings of 17th International Congress on Sound and Vibration (ICSV-17), Cairo, Egypt

      Volume: CD-ROM

  • [Journal Article] Multidisciplinary design optimilation of actuator arrangements, lay-up configurations and control systems for smart laminated composite structures2010

    • Author(s)
      Shinya Honda, Itsuro Kajiwara, Yoshihiro Narita
    • Journal Title

      Proceedings, ASME 2010 Conference on Smart Materials, Adaptive Structures and Intelligent Systems (SMASIS 2010), Philadelphia, USA

      Volume: CD-ROM SMASIS2010-3661

  • [Journal Article] AnalYtical and experimental study for vibration of laminated VGCF/Alcircular plate2010

    • Author(s)
      Naoaki Koya, Shinya Honda, Katsuhiko Sasaki, Yoshihiro Narita
    • Journal Title

      Proceedings, The 7th Asian-Australasian Conference on Composite Material (ACCM-7), Taipei, Taiwan

      Volume: CD-ROM Wed-SE27-02

  • [Journal Article] Optimization of Fibrous Composite Plates for In-Plane Strength Using Curvilinear Fibers2010

    • Author(s)
      Shinya Honda, Kosuke Owatari, Yoshihiro Narita
    • Journal Title

      Proceedings, The 7th Asian-Australasian Conference on Composite Material (ACCM-7), Taipei, Taiwan

      Volume: CD-ROM THU-SE29-02

  • [Journal Article] Vibration Optimization of Laminated Parallelogram Plates with Experimental Verification2010

    • Author(s)
      Toshinori Fujii, Shinya Honda, Yoshihiro Narita
    • Journal Title

      Proceedings, The 7th Asian-Australasian Conference on Composite Material (ACCM-7), Taipei, Taiwan

      Volume: CD-ROM THU-SE29-03

  • [Journal Article] Analysis, Experiment and Cost Design for Vibration of Hybrid Laminated Plates2010

    • Author(s)
      Takashi Koshiba, Shinya Honda, Yoshihiro Narita
    • Journal Title

      Proceedings, The 7th Asian-Australasian Conference on Composite Material (ACCM-7), Taipei, Taiwan

      Volume: CD-ROM THU-SE32-01

  • [Presentation] 突起に関する感性評価-ユニバーサルデザインに適用するための基礎研究-2011

    • Author(s)
      西田和寛, 李美龍, 成田吉弘
    • Organizer
      日本感性工学会 感性フォーラム札幌2011
    • Place of Presentation
      札幌市立大学、札幌市
    • Year and Date
      2011-02-05
  • [Presentation] モノの「飽き」に関する感性評価2011

    • Author(s)
      田中恒也, 李美龍, 成田吉弘
    • Organizer
      日本感性工学会感性フォーラム札幌2011
    • Place of Presentation
      札幌市立大学、札幌市
    • Year and Date
      2011-02-05
  • [Presentation] 振動制御を目的とした複合材積層板のスマート化に関する最適設計2010

    • Author(s)
      本田真也, 成田吉弘, 梶原逸朗, 中村哲司
    • Organizer
      第9回最適化シンポジウム(OPTIS2010)
    • Place of Presentation
      愛知県産業労働センター名古屋市
    • Year and Date
      2010-12-10
  • [Presentation] 工学系大学生のものづくりに関する認識評価2010

    • Author(s)
      李美龍, 成田吉弘
    • Organizer
      日本機械学会 北海道支部 第49回講演会
    • Place of Presentation
      北海道工業大学、札幌市
    • Year and Date
      2010-11-07
  • [Presentation] 両極を拘束された積層球形シェルの振動解析2010

    • Author(s)
      藤井俊憲, 本田真也, 成田吉弘
    • Organizer
      日本機械学会 北海道支部 第49回講演会
    • Place of Presentation
      北海道工業大学、札幌市
    • Year and Date
      2010-11-07
  • [Presentation] VGCF/Al積層板の振動特性2010

    • Author(s)
      古家直明, 本田真也, 成田吉弘
    • Organizer
      日本機械学会 北海道支部 第49回講演会
    • Place of Presentation
      北海道工業大学、札幌市
    • Year and Date
      2010-11-07
  • [Presentation] 局所強化によるCFRP/Alハイブリッド板の,振動最適化2010

    • Author(s)
      小柴嵩, 本田真也, 成田吉弘
    • Organizer
      日本機械学会 北海道支部 第49回講演会
    • Place of Presentation
      北海道工業大学、札幌市
    • Year and Date
      2010-11-07
  • [Presentation] マルチリンク系の数値シミュレーションと実験2010

    • Author(s)
      北川雄, 前田秀旭, 成田吉弘, 本田真也
    • Organizer
      日本機械学会 北海道支部 第49回講演会
    • Place of Presentation
      北海道工業大学、札幌市
    • Year and Date
      2010-11-07
  • [Presentation] 剛体-弾性体リンク系の振動特性2010

    • Author(s)
      前田秀旭, 北川雄, 成田吉弘, 本田真也
    • Organizer
      日本機械学会 北海道支部 第49回講演会
    • Place of Presentation
      北海道工業大学、札幌市
    • Year and Date
      2010-11-07
  • [Presentation] 実用的な曲線繊維形状を有する正方形板の振動最適化2010

    • Author(s)
      湯上訓平, 本田真也, 成田吉弘
    • Organizer
      日本機械学会 北海道支部 第49回講演会
    • Place of Presentation
      北海道工業大学、札幌市
    • Year and Date
      2010-11-07
  • [Presentation] 遠心力を受ける回転長方形板の積層構成最適化2010

    • Author(s)
      和田将明, 本田真也, 成田吉弘
    • Organizer
      日本機械学会 北海道支部 第49回講演会
    • Place of Presentation
      北海道工業大学、札幌市
    • Year and Date
      2010-11-07
  • [Presentation] 充填物を有する円筒系の振動特性2010

    • Author(s)
      南貴士, 本田真也, 成田吉弘
    • Organizer
      日本機械学会 北海道支部 第49回講演会
    • Place of Presentation
      北海道工業大学、札幌市
    • Year and Date
      2010-11-07
  • [Presentation] 積層複合材のスマート化による振動制御を目的とした統合最適化2010

    • Author(s)
      本田真也, 成田吉弘, 梶原逸郎
    • Organizer
      第53回自動制御連合講演会
    • Place of Presentation
      高知城ホール、高知市
    • Year and Date
      2010-11-02
  • [Presentation] モノの感じ方における感性評価-立体物の構造と印象との関連を中心に2010

    • Author(s)
      李美龍, 本田真也, 成田吉弘
    • Organizer
      日本機械学会 第20回設計工学・システム部門講演会
    • Place of Presentation
      産業技術総合研究所臨海副都心センター、東京
    • Year and Date
      2010-10-28
  • [Presentation] 層別最適化概念を利用した積層板のPareto解の計算法2010

    • Author(s)
      成田吉弘
    • Organizer
      日本機械学会 第23回計算力学講演会(CMD2010)
    • Place of Presentation
      北見工業大学、北見市
    • Year and Date
      2010-09-25
  • [Presentation] スマート複合材料の振動制御に関する統合最適化2010

    • Author(s)
      本田真也, 成田吉弘, 梶原逸朗
    • Organizer
      日本機械学会 第23回計算力学講演会(CMD2010)
    • Place of Presentation
      北見工業大学、北見市
    • Year and Date
      2010-09-24
  • [Presentation] 感性評価における情報の数量化とユーザカテゴリ2010

    • Author(s)
      李美龍, 本田真也, 成田吉弘
    • Organizer
      日本機械学会 第23回計算力学講演会(CMD2010)
    • Place of Presentation
      北見工業大学、北見市
    • Year and Date
      2010-09-24
  • [Presentation] 充填物を考慮した二重円管のモデリング2010

    • Author(s)
      成田吉弘
    • Organizer
      日本機械学会 第23回計算力学講演会(CMD2010)
    • Place of Presentation
      北見工業大学、北見市
    • Year and Date
      2010-09-23
  • [Presentation] 繊維強化複合材シェルの曲面形状と積層構成の同時最適化2010

    • Author(s)
      加藤大翔, 本田真也, 成田吉弘
    • Organizer
      日本機械学会D&D2010
    • Place of Presentation
      同志社大学 京田辺市
    • Year and Date
      2010-09-17
  • [Presentation] 二重配管モデルの振動応答2010

    • Author(s)
      成田吉弘
    • Organizer
      日本機械学会D&D2010
    • Place of Presentation
      同志社大学 京田辺市
    • Year and Date
      2010-09-17
  • [Presentation] 曲線状強化繊維を有する複合材モデルの最適化と実験モード解析2010

    • Author(s)
      本田真也, 湯上訓平, 成田吉弘
    • Organizer
      日本機械学会D&D2010
    • Place of Presentation
      同志社大学 京田辺市
    • Year and Date
      2010-09-16
  • [Presentation] 感性評価を用いた「設計」と「デザイン」に関する認識の比較2010

    • Author(s)
      李美龍, 成田吉弘
    • Organizer
      日本感性工学会 第12回日本感性工学会大会
    • Place of Presentation
      東京工業大学、東京
    • Year and Date
      2010-09-13
  • [Presentation] 北欧における工学教育の国際化対応について(1)-Denmark CIRIUSの調査から-2010

    • Author(s)
      成田吉弘, 西口規彦, 菅原広剛
    • Organizer
      平成22年度工学・工業教育研究講演会
    • Place of Presentation
      東北大学、仙台市
    • Year and Date
      2010-08-20
  • [Presentation] 北欧における工学教育の国際化対応について(2)-Sweden Linkoping大学の調査から-2010

    • Author(s)
      菅原広剛, 西口規彦, 成田吉弘
    • Organizer
      平成22年度工学・工業教育研究講演会
    • Place of Presentation
      東北大学、仙台市
    • Year and Date
      2010-08-20
  • [Presentation] 北欧における工学教育の国際化対応について(3)-Sweden KTHの調査から-2010

    • Author(s)
      西口規彦, 菅原広剛, 成田吉弘
    • Organizer
      平成22年度工学・工業教育研究講演会
    • Place of Presentation
      東北大学、仙台市
    • Year and Date
      2010-08-20
  • [Presentation] ロボティクス分野へのコンポジット材料の適用に関する研究動向2010

    • Author(s)
      成田吉弘
    • Organizer
      日本機械学会ロボティクス・メカトロニクス講演会2010(ROBOMEC2010 in ASAHIKAWA)
    • Place of Presentation
      旭川大雪アリーナ、旭川市
    • Year and Date
      2010-06-15
  • [Remarks]

    • URL

      http://mech-me.eng.hokudai.ac.jp/~henkei/2010.html

URL: 

Published: 2012-07-19  

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