2015 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), 特任教授 (00137407)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
李 美龍 北海道大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (50581758)
本田 真也 北海道大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (90548190)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 複合材料 / 動的設計 / 航空機構造 / 自動車構造 / 最適設計 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平成27年度は，不均一な温度分布を考慮した積層板の熱座屈問題，摂動法を用いた確率的解析による積層板の熱座屈問題，2つの安定状態を持つ積層板のスナップスルー問題，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2誌と権威ある和文誌(日本機械学会誌)に複数の論文掲載を行った．その他も順調に研究は推移して，改良型ジグザグ理論に基づく有限要素の提案とサンドイッチ複合材の振動最適化，空力弾性特性を考慮した複合材積層板の重量最小化，層別ランダムサーチによる積層板の振動特性最適化，自己組織化マップによる学習型適応振動制御、一般的な外圧条件を考慮した偏平FRPパネルの座屈最適化，Blended layerを有する積層板の振動最適化，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，3件の全体講演を含む13件の国際会議での研究発表，15件の国内における日本機械学会講演会，日本感性工学会，各種シンポジウムで発表した．また研究者分担者の李美龍助教を，英国のリーズ大学に9ヶ月間派遣して，研究分野の進展を図った．
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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4年目となる平成27年度は3件のIF付の海外専門誌と日本機械学会論文誌，全体講演3件を含めた13件の国際会議での研究発表，国内では15件の日本機械学会講演会，日本感性工学会，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，大学院生に多くの発表の機会を与えて，研究と教育への効果を実現した．また成果発表には至らなかったが、新しい解析手法とアルゴリズムの研究と、炭素性ファイバーの編み機を利用して新しいタイプの熱可塑性複合材料の構造を作り出す研究が進展した．
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| Strategy for Future Research Activity |
今年度は，本科研費による5年間の研究プロジェクトの取りまとめに当たる年である．このため研究成果がまとまりつつあるテーマ，すなわち「層別ランダムサーチによる積層板の振動特性最適化」，「改良型ジグザグ理論に基づく有限要素の提案とサンドイッチ複合材の振動最適化」，「Blended layerを有する積層板の振動最適化」，「空力弾性特性を考慮した複合材積層板の重量最小化」，「自己組織化マップによる学習型適応振動制御」，「一般的な外圧条件を考慮した偏平FRPパネルの座屈最適化」の研究成果について、論文として完成させて，日本機械学会英文誌，Composite Structures誌，Composites Part.B, Journal of Vibration and Controlなどの国内外有力誌に投稿する予定である．また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未解決の構造問題について，解析理論を提案する．さらに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．これらの進展に当たっては，研究分担者と大学院生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，実験的な検証も進めていく．
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