2014 Fiscal Year Annual Research Report
大曲率３Ｄコンポジットの動的設計と航空・自動車構造への機能創出
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24246040
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
成田 吉弘 北海道大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (00137407)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
本田 真也 北海道大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (90548190)
李 美龍 北海道大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (50581758)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 機械力学・制御 / 複合材料・物性 / 構造・機能材料 / 機械材料・材料力学 / 設計工学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平成26年度は，曲線強化繊維の導入，粘弾性材料を挟み込んで振動減衰性を向上させたアルミニウム等方性板，ピエゾ素子を貼付して機能性材料化したアルミニウム構造，風荷重によるランダム入力など，申請テーマに沿った研究を進めて，Impact Factor付英文専門誌と権威ある和文誌に複数の論文掲載を行った．その他のテーマも順調に研究は推移して，ピエゾ素子を貼付して知能材料化したCFRP積層構造に関する研究，制御対象のモデル化を不要とする自己組織化マップを活用した学習アルゴリズムと制御手法の研究成果が得られた．また実用面では，航空機構造に関連して複合材料ウィングボックス外板の積層構成最適化や，空力弾性に関する積層板のフラッター現象とフラッター防止最適化に関して予定以上に研究が進展した．こうした板構造の解析に精度の高い数値解を提供できるZig-zag理論に基づく，解析解と有限要素法の計算プログラムも開発した．これらの成果は，10件の国際会議での研究発表，28件の機械学会講演会，感性工学会，各種シンポジウムで発表した．また研究者分担者の本田准教授を，スイスの工科大学ETHに10ヶ月間派遣して，当該分野の共同研究に従事させた．
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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
本研究課題について，目的の達成は順調に推移している．その理由として，科研基盤(A)の3年目となる平成26年度は3件のIF付の海外専門誌と日本機械学会論文誌，10件の国際会議での研究発表，28件の機械学会講演会，感性工学会，各種シンポジウムで発表成果を得たことによる．国際会議では，大学院生に発表の機会を与えて，研究と教育への効果を実現した．また3次元的にCFRP繊維を編み上げる方法を導入して，真空引きによる複合材料構造の作成法にも成果が見られた．また開発した理論的方法を，実際にプログラム化した計算コード開発にも，進展が見られた．
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| Strategy for Future Research Activity |
今年度は，理論面では外圧座屈に強い曲面と曲線強化繊維の組合せた構造の解析方法を提案して，計算プログラムを製作する．自由な曲面に強化繊維を効果的に沿わせる方法を開発して，ピエゾ素子を貼付した積層構造などに拡張する．また未解決の積層板の剥離を防止するため板厚方向に繊維を強化する構造問題について，解析方法の基礎概念を提案する．さらに最終的な本来の目的となる大曲率を持つ積層構造に，3次元的にCFRP繊維を編み上げ最適な繊維形状を与える強化構造の解析と最適設計に成果を得る計画である．研究分担者と大学院生13名の協力を得てバランスよく，理論解析，計算コードの開発を行うと共に，並行して3Dプリンター技術等を利用して実験的な検証を進める．また昨年の本田准教授のスイスETH長期研修に続けて，研究分担者の李助教を英国Leeds大学に長期派遣して，研究テーマの展開を図る．
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[Presentation] Evaluation of residual strain in press molding of CF/PPS laminates using FBG sensors2014
Author(s)
Tsukada, T., Takeda, S., Iwahori, Y., Honda, S., Narita, Y., Minakuchi, S., Takeda, N
Organizer
American Society for Composites: Twenty-Ninth Technical Conference
Place of Presentation
La Jolla, California, USA
Year and Date
2014-09-08 – 2014-09-10
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