2022 Fiscal Year Research-status Report
座屈モードや振動モードの幾何学的パターンの周期性を用いた大型構造物の最大挙動計測
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21K18780
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| Research Institution | Osaka Metropolitan University |
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Principal Investigator |
岩佐 貴史 大阪公立大学, 大学院工学研究科, 教授 (90450717)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
柳瀬 恵一 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, その他部局等, 主任 (00770736)
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| Project Period (FY) |
2021-07-09 – 2024-03-31
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| Keywords | 大型構造物 / 座屈モードと振動モード / 幾何学的パターンの周期性 / 変位の空間分布 / 最大挙動計測 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は，座屈モードや振動モードに見られる「幾何学的パターンの周期性」を利用して，大型軽量構造物の変位応答上限値を静的・動的問題を問わず限られた離散点データから一定の信頼度で推定するための方法論の構築に取り組んでいる．
2022年度は前年度の結果をふまえ，展開型膜面構造モデルを対象に計測実験と有限要素解析を行い，初期不整等の不確定性の影響で生じるスペクトル値の空間分布を考慮した予測法を構築した．
はじめに，格子投影法を用いて展開直後の薄膜の振動応答を計測し，変位応答スペクトルの空間分布について整理した．その結果，展開型膜構造モデルで観測される変位応答スペクトルの空間分布には再現性が見られず前年度同様に実験毎に結果がばらつくことを確認した。
そこで，有限要素解析により展開型膜構造モデルの変位応答スペクトルに与える影響として，初期形状，展開力，展開時間ならびに展開の非同期性に着目し，これらのうちどの要因が最も影響を与えているか検討した．その結果，初期形状の効果が最も高いことが明らかとなったが，展開前の薄膜の初期形状を自在に且つ詳細に調整することは極めて困難であるため初期形状等の不確定性の影響を考慮した予測法を構築する必要があることがわかった．
その方法として，事前に数値シミュレーションを通して変位応答スペクトルのバラツキを明らかにし，その結果から標準化された変位応答スペクトルの包絡値を計算する．そして，その包絡値を利用することで限定された離散点データから薄膜の変位応答スペクトルの上限値を計算する方法を提案し，その有効性を計測実験を通して実証することに成功した．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
4: Progress in research has been delayed.
Reason
2022年度より所属が変更となり新しい環境にて研究をスタートすることとなった．そのため前半は研究環境の整備に多くの時間を取られ後半以降少しづつではあるが環境が整備され展開型膜構造モデルの展開計測実験を通して変位応答スペクトルのバラツキを検証することができた。その結果を基に数値シミュレーションを用いてバラツキの要因を検討したが，当初予定していたよりも研究の進捗に遅れが生じたため，座屈モードに係る検討は実質できない結果となった．これに加え研究分担者の柳瀬（JAXA)が転勤となり試験設備を利用できない立場となったため，当初予定していたハニカムパネルの音響試験と衝撃試験を行うことができなくなった．上記の２つの理由により研究の進捗に遅れが生じるとともにJAXAで予定した計測実験も実施が困難となったため，研究計画の見直しをせざる得ない状況となった．
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| Strategy for Future Research Activity |
研究代表者ならびに研究分担者の異動に伴い，当初の予定に対して遅れが発生するとともに予定した実験も行うことができなくなったため，計画の見直しをせざる得ない状況である．現時点では，JAXAで行う予定であったハニカムパネルの衝撃試験を研究代表者の実験室で縮尺モデルを用いて実施できないか検討している．音響試験は現在調整中であるが，試験設備の特殊性もあり，状況によっては断念せざる得ないものと考えている．
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| Causes of Carryover |
研究分担者の異動に伴い当初予定していた音響試験ならびに衝撃試験ができなくなり，そのための機器清掃用洗浄液，治具等清掃具，試験ジグ製作費が未使用のまま繰越す結果となった．
衝撃試験に関しては，研究代表者の実験室で実施可能かどうかを試験装置の簡易モデル化も含めて検討している段階であり，目途が立ち次第，繰越金の一部を利用して実験を行う予定である．
一方，音響加振については試験設備の特殊性もあり現時点では実施の目途が立っていない．検討の結果，簡易的な実験も実施できない場合には，未使用額を返却せざるを得ないものと考えている．
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