| 研究概要 |
本研究は,動力伝達軸,けん引棒,三点リンクヒッチなどトラクタの主要構成部材を対象として最適設計を行い,その解析結果に基づいて自然界の複合的な組織構造に範をとる,バイオニック・デザイン手法の実用化に向けた検討を行うことを目的としている。平成元年度には,有限要素解析ソフトウェアを用いて各種構成部材の強度解析を行い,変形状況と応力分布に関する定性的・定量的情報をえた。平成2年度には,複合材料に対してバイオニック・デザイン手法を適用し,最小重要設計及び最小費用設計についての解を設計規準とした新しい設計方式の現場適用性について吟味した。研究成果の概要は以下のとおりである。
1.はつ土板プラウ曲面部,安全フレ-ム,三点リンクヒッチの上部リンク,けん引棒の変形状況と応力分布について調べた。計算値と実験値の良好な一致が確認できた。エンジニアリング・ワ-クステ-ションの高速演算性能により,タ-ンアラウンドタイムが一段と改善できた。
2.構造物最適設計ソフトウェア NISAOPTの導入により,質量,強度などの最適化設計条件を考慮したバイオニック・デザインがある程度実現可能となった。
3.複合材料の機械的特性に影響する因子のうちで,構成素材の特性(ヤング率,引張強さ,熱伝達率など),構成素材の形状(マイクロバル-ン,粒子,ウィスカ,短・長繊維),構成割合(各相の体積含有率),構成の仕方(一様あるいは一方向分布,ランダム分布)や界面の状態,ボイドなどが強度特性に及ぼす影響について,若干の数値解析を試みた。
4.形状設計と機能設計の観点から追求した材料特性が,相互に調和して利用できるための方策を検討した。その結果,構造物からの要求に応じた材料特性の付与を可能にするバイオニック・デザイン手法の有用性が指摘できた。
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