| 研究課題/領域番号 |
21K03957
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分20010:機械力学およびメカトロニクス関連
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| 研究機関 | 大和大学 |
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研究代表者 |
成田 吉弘 大和大学, 理工学部, 教授 (00137407)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
中途終了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2023年度: 260千円 (直接経費: 200千円、間接経費: 60千円)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2021年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
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| キーワード | 複合材料 / 積層構造 / 振動解析 / 最適設計 / クラドニ法 / CFRP複合材料 / 面内振動 / 組合せ問題 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では，種々の形状と境界条件を持つCFRP積層構造板の面内振動に対して，「任意の境界条件を持つ積層長方形板を解析するエネルギー法」を座標変換を用いて拡張する．これにより一般形状(平行四辺形，台形，円形，有孔円板，扇型板)の積層板の面内振動の解法を確立し，数値計算により精度と有効性を示す．以上は，複数の海外専門誌に投稿され，全体像は，総説として日本機械学会のMech. Eng. Reviewsに投稿，さらにモノグラフ「In-plane Vibration of Plates」の出版をする．実験クラドニ法の概念は，計算機上の仮想空間にアルゴリズムと板の面内振動への適用事例を実現する．
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| 研究実績の概要 |
令和3年度は，基礎的な部分である「複雑な積層構成とそれに伴う機械特性を考慮した構造要素の高精度な解析法」を研究した．このためリッツ法を拡張して，任意の境界条件を組み合わせた対称積層板の面内振動を対象として，実質的に異なる境界条件の組合せを算出する組合せ論を適用した．この成果は，専門誌(Thin-walled Structures)に1編掲載された．さらに領域ごとに異なる繊維配向角度を持つブレンドレイヤー積層板の曲げ振動について，振動解析方法を開発して適用事例を計算し，その有効性を示した研究成果が専門誌(Composite Structures)に1編掲載された．さらに小さな曲率を持つ偏平シェルの固有振動数について，高精度なデザインデータとしてまとめ１編出版している．また混合境界条件を有する積層板の面内振動の方法を開発して，2021年の日本機械学会D&D2021講演会に発表した．
令和4年度は申請タイトルの根幹である積層構造要素の振動解析法について，任意の境界条件を組み合わせた偏平シェルの振動に関して海外専門誌に1編，板厚の異なる場合の固有振動数に関して1編掲載した．他に，航空宇宙構造に関する国内トップレベルの発表の場である「構造強度に関する講演会(2022.8，奈良)」で1回，日本機械学会の振動関係分野で国内の中心的な発表の場である2022年の「機械学会D&D2022講演会(2022.9，秋田)」にて成果発表した．また日本機械学会のＬＩＦＥ2022(2022.8，札幌)，北陸信越支部講演会(2023.3，福井)，九州支部講演会(2023.3，鹿児島)，および日本複合材料学会のJCCM2023(2023.3，東京)で各1回研究発表を行った．また日本機械学会が共催するタイ機械学会の国際会議で発表して，Best Paper Awardを受賞した．
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