複合材料の異方性の積極的活用のための人工知能型最適材料設計システムの研究

1989 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 63550070
• Research Institution: University of Osaka Prefecture
• Principal Investigator: 三木 光範 大阪府立大学, 工学部, 助教授 (90150755)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 杉山 吉彦 大阪府立大学, 工学部, 教授 (90032268) ; 室津 義定 大阪府立大学, 工学部, 教授 (50081386)
• Keywords: 複合材料 / 異方性 / 材料設計 / 最適設計 / 人工知能 / エキスパ-トシステム

Research Abstract

昨年度得られた成果をもとに本年度は以下の結果を得た。
(1)曲げ・ねじり連成変形の研究 宇宙構造体の変形の制御のためには複合材料の曲げ・ねじりの連成変形が利用できることが昨年明らかになった。そこで本年は具体的構造体として構造的非対称積層薄肉パイプの曲げ・ねじり連成変形の解析および実験を行った。その結果、複雑な曲げ・ねじり荷重条件下で先端のねじれ角を0にするなどの制御が行えることがわかった。
(2)信頼性を基準とする最適繊維配向角の研究 複合材料の最適繊維配向角は強度や荷重の変動があると必ずしも最適ではないことが昨年度の研究で明らかとなった。そこで本年は、強度と荷重を確立変数としAFOSM法を用いてそれらの変動の影響を明らかにした。また、その手法の改良として、荷重の変動が強度のそれに比較して大きい場合に適用できる新しい最適設計手法を考案した。それは内接楕円体法と名付けたが、信頼度の相対的評価が解析的に行えるもので、AFOSM法に比べて計算時間が100分の1になるほか、最適繊維配向角の物理的意味を明確に示した。
(3)複合材料エキスパ-トシステムの開発 複合材料の異方性を活用するための知識システムについては昨年その基本骨格が定まった。本年はこの骨格であるオブジェクト指向に基づいて具体的な知識の構造化とそのコ-デングを行った。その結果、膨大な知識の構造化のためには適切な概念クラスタリング手法が必要なこと、物理的次元の処理や適切なユ-ザ-インタ-フェ-スは十分実現可能なこと、計算時間については問題ないことなどが明らかとなった。デモンストレ-ション用の知識を用いてエキスパ-トシステムのプロトタイプが完成し、複合材料の力学的解析などが行えるようになった。

Research Products

• [Publications] Mitsunori Miki(三木光範): "Reliability of Unidirectional Composites" AIAA Journal.
• [Publications] 三木光範: "複合材料の最適設計への信頼性概念の適用" 材料. 39. 32-37 (1990)
• [Publications] 三木光範: "繊維複合材料平板の最大曲げ剛性設計" 材料. 39. (1990)
• [Publications] Mitsunori Miki(三木光範): "Database Management System for Composite Materials" Proc.Japan-France Composite Seminar COMP-'90(1990). (1990)
• [Publications] Mitsunori Miki(三木光範): "Optimum Fiber Angle of Unidirectional Composites for Load with Variations" Proc.AIAA 31st Structures,Structural Dynamics and Materials Conference(1990). (1990)
• [Publications] 三木光範: "オブジェクト指向による複合材料の力学的解析" 日本機械学会論文集.
• [Publications] 日本機械学会編: "構造・材料の最適設計" 技報堂出版, 262 (1989)