• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to previous page

製造要件を考慮した最適形状創成設計法に基づく一気通貫型設計生産法の開発

Research Project

Project/Area Number 17J08185
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Production engineering/Processing studies
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

佐藤 勇気  京都大学, 工学研究科, 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2017-04-26 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000)
Fiscal Year 2018: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywords最適設計 / 構造最適化 / トポロジー最適化 / 製造要件 / 製造誤差 / 意思決定支援 / CAE / 生産工学 / 計算科学 / 鋳造 / フライス加工
Outline of Annual Research Achievements

本年度は、昨年度基礎検討を行った、オイラー記述に基づく形状不確定性を考慮したトポロジー最適化手法についての詳細な検討を行った。まず、一次信頼性法をモンテカルロ法と比較することで、信頼性解析における近似精度を検証した。その結果、形状不確定性の空間的相関が小さい場合、すなわち形状変動が局所的な場合に近似精度が低下するため、形状更新の度に信頼性解析を行う二重ループの最適化アルゴリズムが妥当であると確認した。続いて、剛性最大化問題に加えてコンプライアントメカニズムの最適形状創成設計法へと展開し、得られた最適設計解について分析を行った。その結果、確定的な手法と比べて、本手法により得られた最適構造は、形状変動に弱い部分を補強することで高い信頼性をもっていることが確認できた。さらに、想定する形状変動量が大きいほど、そして形状変動の自己相関が空間的に小さいほど、信頼性を考慮する効果が大きいことを確認した。一方、本年度はトポロジー最適化の設計解に対する意思決定支援のためのデータマイニング手法の構築も行った。本手法は、複数の最適設計解にクラスタリングとアソシエーション分析を順に適用することでデータマイニングを行うものである。複数荷重に対する剛性最大化問題を通して、本手法がそれぞれの荷重に対する剛性に大きく寄与する部分構造を抽出可能であることを示し、設計者の力学的解釈を支援できることを確認した。本研究の成果により、製造性及び製造誤差を考慮した最適形状の創成設計、並びにその下流工程における設計者の意思決定支援が可能となり、これまでにない一気通貫型設計生産法の確立が今後期待できる。

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2018 Annual Research Report
  • 2017 Annual Research Report
  • Research Products

    (20 results)

All 2019 2018 2017

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 6 results,  Open Access: 2 results) Presentation (14 results) (of which Int'l Joint Research: 6 results)

  • [Journal Article] Reliability-based topology optimization under shape uncertainty modeled in Eulerian description2019

    • Author(s)
      Yuki Sato, Kazuhiro Izui, Takayuki Yamada, Shinji Nishiwaki, Makoto Ito, Nozomu Kogiso
    • Journal Title

      Structural and Multidisciplinary Optimization

      Volume: 59 Issue: 1 Pages: 75-91

    • DOI

      10.1007/s00158-018-2051-y

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Data mining based on clustering and association rule analysis for knowledge discovery in multiobjective topology optimization2019

    • Author(s)
      Yuki Sato, Kazuhiro Izui, Takayuki Yamada, Shinji Nishiwaki
    • Journal Title

      Expert Systems with Applications

      Volume: 119 Pages: 247-261

    • DOI

      10.1016/j.eswa.2018.10.047

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] An Optimum Design Method for a Thermal-Fluid Device Incorporating Multiobjective Topology Optimization With an Adaptive Weighting Scheme2018

    • Author(s)
      Yuki Sato, Kentaro Yaji, Kazuhiro Izui, Takayuki Yamada, Shinji Nishiwaki
    • Journal Title

      Journal of Mechanical Design

      Volume: 140 Issue: 3 Pages: 031402-031402

    • DOI

      10.1115/1.4038209

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Manufacturability evaluation for molded parts using fictitious physical models, and its application in topology optimization2017

    • Author(s)
      Yuki Sato, Takayuki Yamada, Kazuhiro Izui, Shinji Nishiwaki
    • Journal Title

      The International Journal of Advanced Manufacturing Technology

      Volume: 92 Issue: 1-4 Pages: 1391-1409

    • DOI

      10.1007/s00170-017-0218-0

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Topology optimization with geometrical constraints based on fictitious physical models (The geometrical constraint for molding and milling)2017

    • Author(s)
      佐藤 勇気、山田 崇恭、泉井 一浩、西脇 眞二
    • Journal Title

      Transactions of the JSME (in Japanese)

      Volume: 83 Issue: 851 Pages: 17-00081-17-00081

    • DOI

      10.1299/transjsme.17-00081

    • NAID

      130005863497

    • ISSN
      2187-9761
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Topology optimization for multi-material structures based on the level set method2017

    • Author(s)
      岸本 直樹、野口 悠暉、佐藤 勇気、泉井 一浩、山田 崇恭、西脇 眞二
    • Journal Title

      Transactions of the JSME (in Japanese)

      Volume: 83 Issue: 849 Pages: 17-00069-17-00069

    • DOI

      10.1299/transjsme.17-00069

    • NAID

      130005679775

    • ISSN
      2187-9761
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 入射角に対するロバスト性を考慮した電磁クローキングのトポロジー最適化2018

    • Author(s)
      佐藤勇気、泉井一浩、山田崇恭、西脇眞二
    • Organizer
      第23回計算工学講演会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] トポロジー最適化の設計解に対する力学的解釈のためのデータマイニング法2018

    • Author(s)
      佐藤勇気、泉井一浩、山田崇恭、西脇眞二
    • Organizer
      第28回設計工学・システム部門講演会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Robust Topology Optimization under Wave Number Uncertainty for Increasing the Effective Bandwidth of an Electromagnetic Cloak2018

    • Author(s)
      Yuki Sato, Kazuhiro Izui, Takayuki Yamada, Shinji Nishiwaki
    • Organizer
      The Asian Congress of Structural and Multidisciplinary Optimization 2018
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Level set-based topology optimization considering manufacturability via fictitious physical model based geometrical constraint for molding and milling2018

    • Author(s)
      Doe Young Hur, Yuki Sato, Takayuki Yamada, Kazuhiro Izui, Shinji Nishiwaki
    • Organizer
      The Asian Congress of Structural and Multidisciplinary Optimization 2018
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Topology optimization incorporating reliability design under geometrical uncertainties2018

    • Author(s)
      Yuki Sato, Kazuhiro Izui, Takayuki Yamada, Shinji Nishiwaki, Makoto Ito, Nozomu Kogiso
    • Organizer
      The 13th World Congress on Computational Mechanics
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 流体問題を対象とした多目的トポロジー最適化2018

    • Author(s)
      山本祥貴、佐藤勇気、泉井一浩、山田崇恭、西脇眞二
    • Organizer
      2018年度精密工学会春季大会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] Robust Topology Optimization under Wave Number Uncertainty for Increasing the Effective Bandwidth of an Electromagnetic Cloak2018

    • Author(s)
      Yuki Sato, Kazuhiro Izui, Takayuki Yamada, Shinji Nishiwaki
    • Organizer
      Asian Congress of Structural and Multidisciplinary Optimization 2018
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Topology Optimization Incorporating Reliability Design Under Geometrical Uncertainties2018

    • Author(s)
      Yuki Sato, Kazuhiro Izui, Takayuki Yamada, Shinji Nishiwaki, Makoto Ito, Nozomu Kogiso
    • Organizer
      13th World Congress on Computational Mechanics
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 形状不確定性に対する信頼性を考慮したトポロジー最適化2017

    • Author(s)
      佐藤勇気、泉井一浩、山田崇恭、西脇眞二、伊藤誠、小木曽望
    • Organizer
      第27回設計工学・システム部門講演会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 積層造形加工に関する幾何学的制約を考慮したトポロジー最適化の構築2017

    • Author(s)
      古田歩、佐藤勇気、山田崇恭、泉井一浩、西脇眞二
    • Organizer
      第27回設計工学・システム部門講演会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] A fictitious physical model-based geometrical constraint in topology optimization for molding and milling2017

    • Author(s)
      Yuki Sato, Takayuki Yamada, Kazuhiro Izui, Shinji Nishiwaki
    • Organizer
      12th World Congress of Structural Multidisciplinary Optimization
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 電磁クローキング構造の広帯域化を目的としたロバストトポロジー最適化2017

    • Author(s)
      佐藤勇気、泉井一浩、山田崇恭、西脇眞二
    • Organizer
      日本機械学会2017年度年次大会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] トポロジー最適化問題を対象とした動的な重み係数の調節に基づく多目的最適化法2017

    • Author(s)
      佐藤勇気、泉井一浩、山田崇恭、西脇眞二
    • Organizer
      2017年度精密工学会秋季大会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] パレートフロント探索に基づく熱流体デバイスのトポロジー最適化2017

    • Author(s)
      佐藤勇気、矢地謙太郎、泉井一浩、山田崇恭、西脇眞二
    • Organizer
      第22回計算工学講演会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report

URL: 

Published: 2017-05-25   Modified: 2024-03-26  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi