| 研究課題/領域番号 |
15J07773
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| 研究種目 |
特別研究員奨励費
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 国内 |
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| 研究分野 |
設計工学・機械機能要素・トライボロジー
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
森岡 浩太郎 東京大学, 工学系研究科, 特別研究員(DC1)
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| 研究期間 (年度) |
2015-04-24 – 2018-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2017年度)
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| 配分額 *注記 |
2,800千円 (直接経費: 2,800千円)
2017年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2016年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2015年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
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| キーワード | 繊維素材 / ロッドネットワーク / シェル形状のモデリング / 衝突回避 / 多重関節 / 繊維複合材料 / 展開シミュレーション / 素材形状の推定 / 型形状の最適化 |
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| 研究実績の概要 |
今年度は3次元的に織られた繊維素材を用いた製品の設計を支援するためのシミュレーション手法についての検討を行った．昨年度までの方法では計算コスト削減を重視し、繊維素材の変形挙動を簡潔にモデル化して変形の予測を行っていたが、繊維束同士の相互作用に由来する現象を再現できないという問題があり、予測の精度には限界があった．そこで今年度は、繊維束一本一本を簡易なロッドモデルで表現することで計算コストと予測精度の両立した手法の検討を行った．今年度おこなった計算機上の実験では、繊維束同士の相互作用の処理の必要性からロッドモデルによる状態変数の削減をうまく活用できないことがわかり、また大変形の予測に耐えうるほど安定に逐次計算を行うには至らなかった．今後、実用化のためには繊維束同士の相互作用の処理を適切に行う必要があると考えられる．
繊維素材の設計手法に加え、本年度は上記のロッドモデルを用いた、専門的な知識を持たないユーザーのための設計支援手法の研究開発を行った．具体的には変形したロッドを互いに端点で固定した構造物（ロッドネットワーク）を設計するという問題に、近年広く研究されているモデリング、シミュレーションおよび最適化を統合した設計フレームワークを適用することを行った．提案手法ではロッドの長さと接続関係を設計パラメータとして、つり合い状態が所望の状態になるように最適化を解く．このとき形状を表す状態変数は平衡方程式から導かれる拘束条件から決定され、各反復では感度解析から求められる更新ステップの計算と拘束多様体上への投影を繰り返し行う．今年度はこの統合的なフレームワークの有用性を確認したが、同時につり合い状態の大幅な改善にはロッドの接続関係を改善することが不可欠であることがわかった．今後の研究では接続関係をグローバルな最適化によって改善する方法の考案に取り組む必要があると考えている．
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| 現在までの達成度 (段落) |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
29年度が最終年度であるため、記入しない。
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