| 研究課題/領域番号 |
06650507
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| 研究種目 |
一般研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
構造工学・地震工学
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
佐々木 康彦 北海道大学, 工学部, 助手 (10125320)
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| 研究期間 (年度) |
1994 – 1995
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| 研究課題ステータス |
完了 (1995年度)
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| 配分額 *注記 |
1,600千円 (直接経費: 1,600千円)
1995年度: 500千円 (直接経費: 500千円)
1994年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
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| キーワード | 最適設計 / 構造形態 / 均質化法 / 最適性基準法 / 有限要素法 / 最適性規準 / 構造最適化 / 均質代法 / 最適性規準法 |
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| 研究概要 |
本研究では地震時の応答性状や構造物の耐震性指標を目的関数あるいは制約条件とし、汎用性に優れた均質化法による形態最適化過程を通じて、耐震性能的に最適な構造形態を探究・創成することを最終的な目標としている。
平成6年度は、均質化法の概念を準用して位相を含めた最適形態問題を、構造材料の最適配分問題に置き換える「材料の配分最適化手法」の開発改良を進めた。構造解析過程に関しては有限要素法による定式化・プログラム開発を実施し、構造形態の最適化過程については最適性基準法を応用した最適化アルゴリズムの検討を進めた。平成7年度の研究は、上述した動的最適化問題への手法拡張に先立ち、静的最適化問題に対する多様な数値解析事例を蓄積する必要性・重要性に基づくものである。すなわち、主体構造(主要な構造要素)の周辺空間における“最適な補強構造"の生成・抽出問題に、材料の配分最適化手法を適用し、この最適化手法の検討評価を試みた。得られた主要な研究成果を要約する。
1.構造形態の最適化手法としては「最適性基準法」が適用可能であり、その収束性も比較的安定していることが判明した。
2.最適配分された材料の「正規化した密度濃淡図」から、最適な補強構造に関する形状のみならず位相を含めた構造形態まで、視覚的に抽出可能となった。
3.事前設定した主体構造に応じて、主体構造をより有効に活用する方向にアーチ構造やケーブル構造を想起させる最適な補強構造が形成されることが明らかになった。
今後は、この最適化手法を地震時の応答性状や耐震性指標を考慮しながら動的問題に拡張し、最終目標である耐震性能的に最適な構造形態の創成に関する研究を進めたい。
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