コンポジット圧電素子による局所異方性振動モード制御

• 研究課題/領域番号: 22760164
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 機械力学・制御
• 研究機関: 北海道大学
• 研究代表者: 本田 真也 北海道大学, 大学院・工学研究院, 助教 (90548190)
• 研究協力者: 成田 吉弘 北海道大学, 大学院・工学研究院, 教授 (00137407) ; 梶原 逸朗 北海道大学, 大学院・工学研究院, 教授 (60224416)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2011
• 研究課題ステータス: 完了 (2011年度)
• 配分額: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円); 2011年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円); 2010年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
• キーワード: 複合材料 / 振動制御 / 最適設計 / 異方性構造 / 繊維強化複合材料 / 振動モード / 曲線状繊維 / スマート構造 / 圧電素子

研究概要

軽量・高剛性の先端複合材料である,炭素繊維強化積層複合材の新機能創出のため,曲線状繊維や部分強化などの従来とは異なる複合材構造を提案し,構造内部に局所的な異方性を実現した.本研究では,曲線形状や強化材配置を最適に設計することで,構造の振動モード形状を任意に制御した.また,以上の技術を応用することでMEMS機器などを想定したスマート複合材の振動制御最適化技術を開発した.これらにより振動モード形状を考慮した振動現象の効率的な利用,または効果的な抑制が可能である.

研究成果

• [雑誌論文] Natural Frequencies and Vibration Modes of Laminated Composite Plates Reinforced with Arbitrary Curvilinear Fiber Shape Paths (2012)
  • 著者名/発表者名: Shinya Honda and Yoshihiro Narita
  • 雑誌名: Journal of Sound & Vibration 巻: Vol.331 ページ: 180-191
  • 査読あり
• [雑誌論文] Multidisciplinary Design Optimization of Surface Shapes and Lay-up Configurations for Laminated Composite, Journal of System Design and Dynamics (2011)
  • 著者名/発表者名: Shinya Honda, Takeru Kato, Yoshihiro Narita, and Daisuke Narita
  • 雑誌名: JSME 巻: Vol.5, No.8 ページ: 1662-1673
  • 査読あり
• [雑誌論文] Multidisciplinary Design Optimization for Vibration Control of Smart Laminated Composite Structures (2011)
  • 著者名/発表者名: Shinya Honda, Itsuro Kajiwara, and Yoshihiro Narita
  • 雑誌名: Journal of Intelligent Material Systems and Structures 巻: Vol.22, No.13 ページ: 1419-1430
  • 査読あり
• [雑誌論文] 繊維強化複合材シェルの曲面形状と積層構成の統合最適化 (2011)
  • 著者名/発表者名: 本田真也, 加藤大翔, 成田吉弘, 成田大祐
  • 雑誌名: 日本機械学会論文集(C編) 巻: Vol.77, No.777 ページ: 1793-1802
  • NAID: 130000873620
  • 査読あり
• [雑誌論文] Vibration Design of Laminated Fibrous Composite Plates with Local Anisotropy Induced by Short Fibers and Curvilinear Fibers (2011)
  • 著者名/発表者名: Shinya Honda and Yoshihiro Narita
  • 雑誌名: Composite Structures 巻: Vol.93 ページ: 902-910
  • NAID: 120002693634
  • 査読あり
• [雑誌論文] Multidisciplinary Design Optimization of Surface Shapes and Lay-Up Configurations for Laminated Composite Shells (2011)
  • 著者名/発表者名: Shinya Honda, Takeru Kato, Yoshihiro Narita and Daisuke Narita
  • 雑誌名: Journal of System Design and Dynamics 巻: 5 号: 8 ページ: 1662-1673
  • DOI: 10.1299/jsdd.5.1662
  • NAID: 130002100302
  • ISSN: 1881-3046
  • 査読あり
• [雑誌論文] Vibration Design of Laminated Fibrous Composite Plates with Local Anisotropy Induced by Short Fibers and Curvilinear Fibers (2011)
  • 著者名/発表者名: Shinya Honda, Yoshihiro Narita
  • 雑誌名: Composite Structures 巻: 93 ページ: 902-910
  • NAID: 120002693634
  • 査読あり
• [雑誌論文] 曲線状繊維によって強化された複合材積層板の応力集中最小化 (2010)
  • 著者名/発表者名: 本田真也, 大渡康介, 成田吉弘
  • 雑誌名: 日本機械学会集(A編) 巻: Vol.76, No.769 ページ: 1139-1146
  • NAID: 110007730348
  • 査読あり
• [雑誌論文] 実験計画法を用いた複合材料構造の多目的最適化 (2010)
  • 著者名/発表者名: 上甲康之, 本田真也, 成田吉弘
  • 雑誌名: 日本機械学会集(C編) 巻: Vol.76, No.765 ページ: 1062-1067
  • 査読あり
• [雑誌論文] 曲線状繊維によって強化された複合材積層板の座屈解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 本田真也, 大西良昌, 成田吉弘
  • 雑誌名: 日本機械学会論文集(C編) 巻: Vol.76, No.765 ページ: 1056-1061
• [学会発表] Vibration Testing Method of Smart Micro-Composite with Laser Excitation (2011)
  • 著者名/発表者名: Shinya HONDA
  • 学会等名: The 14th Asia-Pacific Vibration Conference(APVC14)
  • 発表場所: Polytech University, HongKong
  • 年月日: 2011-12-06
• [学会発表] Vibration Testing Method of Smart Micro-Composite with Laser Excitation (2011)
  • 著者名/発表者名: Shinya Honda
  • 学会等名: 14th Asia-Pacific Vibration Conference (APVC14)
  • 発表場所: HongKong Polytech Univ., HongKong
  • 年月日: 2011-12-06
• [学会発表] レーザー加振を用いたスマートマイクロ複合材の振動制御性の評価 (2011)
  • 著者名/発表者名: 本田真也
  • 学会等名: 日本複合材料学会,第36回複合材料シンポジウム講演論文
  • 発表場所: 仙台,フォレスト仙台,仙台市,宮城県
  • 年月日: 2011-10-21
• [学会発表] レーザー加振を用いたスマートマイクロ複合材の振動制御性の評価 (2011)
  • 著者名/発表者名: 本田真也
  • 学会等名: 日本複合材料学会,第36回複合材料シンポジウム
  • 発表場所: フォレスト仙台,仙台市
  • 年月日: 2011-10-21
• [学会発表] 翅脈構造を有するCF/Alハイブリッド複合材の振動特性評価 (2011)
  • 著者名/発表者名: 湯上訓平
  • 学会等名: 日本機械学会,北海道支部第50回講演会
  • 発表場所: 旭川高専,旭川市,北海道
  • 年月日: 2011-10-01
• [学会発表] 翅脈構造を有するCF/Alハイブリッド複合材の振動特性評価 (2011)
  • 著者名/発表者名: 湯上訓平
  • 学会等名: 本機械学会,北海道支部第50回講演会
  • 発表場所: 旭川高専,旭川市
  • 年月日: 2011-10-01
• [学会発表] 繊維強化複合材により局所的に強化された板の振動数最大化 (2011)
  • 著者名/発表者名: 本田真也
  • 学会等名: 日本機械学会, Dynamics and Design Conference 2011(D & D2011)
  • 発表場所: 高知工科大学,香美市,高知県
  • 年月日: 2011-09-08
• [学会発表] 繊維強化複合材により局所的に強化された板の振動数最大化 (2011)
  • 著者名/発表者名: 本田真也
  • 学会等名: 日本機械学会,Dynamics and Design Conference 2011 (D&D2011)
  • 発表場所: 高知工科大学,香美市
  • 年月日: 2011-09-08
• [学会発表] 曲線状繊維によって強化された複合材の多目的最適化 (2011)
  • 著者名/発表者名: 五十嵐輝樹
  • 学会等名: Dynamics and Design Conference 2011(D & D2011)
  • 発表場所: 高知工科大学,香美市,高知県
  • 年月日: 2011-09-06
• [学会発表] 曲線状繊維によって強化された複合材の多目的最適化 (2011)
  • 著者名/発表者名: 五十嵐輝樹
  • 学会等名: 日本機械学会,Dynamics and Design Conference 2011 (D&D2011)
  • 発表場所: 高知工科大学,香美市
  • 年月日: 2011-09-06
• [学会発表] 積層パラメータを用いたスマート複合材の統合最適設計 (2011)
  • 著者名/発表者名: 小坂亙
  • 学会等名: 日本機械学会, Dynamics and Design Conference 2011(D & D2011)
  • 発表場所: 高知工科大学,香美市,高知県
  • 年月日: 2011-09-05
• [学会発表] 積層パラメータを用いたスマート複合材の統合最適設計 (2011)
  • 著者名/発表者名: 小坂亙
  • 学会等名: 日本機械学会,Dynamics and Design Conference 2011 (D&D2011)
  • 発表場所: 高知工科大学,香美市
  • 年月日: 2011-09-05
• [学会発表] DESIGN OF SMART COMPOSITE FOR VIBRATION SUPPRESSION USING LAMINATION PARAMETERS (2011)
  • 著者名/発表者名: Shinya HONDA
  • 学会等名: The 18th International Conference on Composite Material(ICCM18)
  • 発表場所: ICC Jeju, Jeju, Korea
  • 年月日: 2011-08-23
• [学会発表] DESIGN OF SMART COMPOSITE FOR VIBRATION SUPPRESSION USING LAMINATION PARAMETERS (2011)
  • 著者名/発表者名: Shinya Honda
  • 学会等名: 18th International Conference on Composite Material (ICCM18)
  • 発表場所: ICC Jeju, Korea
  • 年月日: 2011-08-23
• [学会発表] Study on Vibration Design of Laminated Fibrous Composite Plates Reinforced by Short Fibers and Curvilinear Fibers (2011)
  • 著者名/発表者名: Shinya HONDA
  • 学会等名: 8th International Symposium on Vibration of Continuous Systems(ISVCS8)
  • 発表場所: Delta Whistler Village Suites, Whistler, British Columbia, Canada
  • 年月日: 2011-07-20
• [学会発表] Study on Vibration Design of Laminated Fibrous Composite Plates Reinforced by Short Fibers and Curvilinear Fibers (2011)
  • 著者名/発表者名: Shinya Honda
  • 学会等名: 8th International Symposium on Vibration of Continuous Systems (ISVCS8)
  • 発表場所: Delta Whistler Village Suites, whistler, Canada
  • 年月日: 2011-07-20
• [学会発表] 曲線状繊維強化複合材の振動・曲率に関する多目的最適設計 (2011)
  • 著者名/発表者名: 本田真也
  • 学会等名: 日本機械学会第12回「運動と振動の制御」シンポジウム(MOVIC2011)
  • 発表場所: メルパルク長野,長野市,長野県
  • 年月日: 2011-06-30
• [学会発表] 曲線状繊維強化複合材の振動・曲率に関する多目的最適設計 (2011)
  • 著者名/発表者名: 本田真也
  • 学会等名: 日本機械学会第12回「運動と振動の制御」シンポジウム(MOVIC2011)
  • 発表場所: メルパルク長野,長野市
  • 年月日: 2011-06-30
• [学会発表] MULTI-OBJECTIVE OPTIMIZATION FOR FIBROUS COMPOSITE REINFORCED BY CURVILINEAR FIBERS (2011)
  • 著者名/発表者名: Shinya HONDA
  • 学会等名: 9th World Congress on Structural and Multidisciplinary Optimization(WCSMO-9)
  • 発表場所: グランシップ静岡,静岡市,静岡県
  • 年月日: 2011-06-13
• [学会発表] MULTI-OBJECTIVE OPTIMIZATION FOR FIBROUS COMPOSITE REINFORCED BY CURVILINEAR FIBERS (2011)
  • 著者名/発表者名: Shinya Honda
  • 学会等名: 9th World Congress on Structural and Multidisciplinary Optimization (WCSMO-9)
  • 発表場所: グランシップ静岡(静岡県)
  • 年月日: 2011-06-13
• [学会発表] 振動制御を目的とした複合材積層板のスマート化に関する最適設計 (2010)
  • 著者名/発表者名: 本田真也
  • 学会等名: 日本機械学会第9回最適化シンポジウム(OPTIS2010)
  • 発表場所: 愛知県産業労働センターウインクあいち,名古屋市,愛知県
  • 年月日: 2010-12-10
• [学会発表] 振動制御を目的とした複合材積層板のスマート化に関する最適設計 (2010)
  • 著者名/発表者名: 本田真也, 成田吉弘, 梶原逸朗, 中村哲司
  • 学会等名: 第9回最適化シンポジウム(OPTIS2010)
  • 発表場所: 愛知県産業労働センター ウインクあいち,名古屋市,愛知県
  • 年月日: 2010-12-10
• [学会発表] Optimization of Fibrous Composite Plates for In-Plane Strength Using Curvilinear Fibers (2010)
  • 著者名/発表者名: Shinya Honda
  • 学会等名: The 7th Asian-Australasian Conference on Composite Material
  • 発表場所: Taipei Int' l Convention Center(TICC), Taipei, Taiwan
  • 年月日: 2010-11-18
• [学会発表] Optimization of Fibrous Composite Plates for In-Plane Strength Using Curvilinear Fibers (2010)
  • 著者名/発表者名: Shinya Honda, Kosuke Owatari, Yoshihiro Narita
  • 学会等名: The 7th Asian-Australasian Conference on Composite Material
  • 発表場所: Taipei Int'l Convention Center (TICC), Taipei, Taiwan
  • 年月日: 2010-11-18
• [学会発表] 積層複合材のスマート化による振動制御を目的とした統合最適化 (2010)
  • 著者名/発表者名: 本田真也
  • 学会等名: 第53回自動制御連合講演会
  • 発表場所: 高知城ホール,高知市,高知県
  • 年月日: 2010-11-06
• [学会発表] スマート複合材料の振動制御に関する統合最適化 (2010)
  • 著者名/発表者名: 本田真也
  • 学会等名: 第14回「スマート構造システムの将来技術と実用化に関する研究会」
  • 発表場所: 芝浦工業大学,豊洲,東京都
  • 年月日: 2010-11-02
• [学会発表] スマート複合材料の振動制御に関する統合最適化 (2010)
  • 著者名/発表者名: 本田真也
  • 学会等名: 第14回「スマート構造システムの将来技術と実用化に関する研究会」
  • 発表場所: 芝浦工業大学,豊洲,東京都(招待講演)
  • 年月日: 2010-11-02
• [学会発表] Multidisciplinary design optimization of actuator arrangements, lay-up configurations and control systems for smart laminated composite structures (2010)
  • 著者名/発表者名: Shinya Honda
  • 学会等名: ASME 2010 Conference on Smart Materials, Adaptive Structures and Intelligent Systems(SMASIS 2010)
  • 発表場所: Double tree hotel, Philadelphia, USA
  • 年月日: 2010-09-29
• [学会発表] Multidisciplinary design optimization of actuator arrangements, lay-up configurations and control systems for smart laminated composite structures (2010)
  • 著者名/発表者名: Shinya Honda, Itsuro Kajiwara, Yoshihiro Narita
  • 学会等名: ASME 2010 Conference on Smart Materials, Adaptive Structures and Intelligent Systems (SMASIS 2010)
  • 発表場所: Double tree hotel, Philadelphia, USA
  • 年月日: 2010-09-29
• [学会発表] スマート複合材料の振動制御に関する統合最適化 (2010)
  • 著者名/発表者名: 本田真也
  • 学会等名: 日本機械学会第23回計算力学講演会(CMD2010)
  • 発表場所: 北見工業大学,北見市,北海道
  • 年月日: 2010-09-25
• [学会発表] スマート複合材料の振動制御に関する統合最適化 (2010)
  • 著者名/発表者名: 本田真也, 成田吉弘, 梶原逸朗
  • 学会等名: 日本機械学会 第23回計算力学講演会(CMD2010)
  • 発表場所: 北見工業大学, 北見市, 北海道
  • 年月日: 2010-09-25
• [学会発表] 繊維強化複合材シェルの曲面形状と積層構成の同時最適化 (2010)
  • 著者名/発表者名: 本田真也
  • 学会等名: 日本機械学会D & D2010
  • 発表場所: 同志社大学,京田辺市,京都府
  • 年月日: 2010-09-16
• [学会発表] 曲線状強化繊維を有する複合材モデルの最適化と実験モード解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 湯上訓平
  • 学会等名: 日本機械学会D & D2010
  • 発表場所: 同志社大学,京田辺市,京都府
  • 年月日: 2010-09-16
• [学会発表] 曲線状強化繊維を有する複合材モデルの最適化と実験モード解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 本田真也, 湯上訓平, 成田吉弘
  • 学会等名: 日本機械学会 D&D2010
  • 発表場所: 同志社大学,京田辺市,京都府
  • 年月日: 2010-09-16
• [学会発表] 繊維強化複合材シェルの曲面形状と積層構成の同時最適化 (2010)
  • 著者名/発表者名: 加藤大翔, 本田真也, 成田吉弘
  • 学会等名: 日本機械学会 D&D2010
  • 発表場所: 同志社大学,京田辺市,京都府
  • 年月日: 2010-09-16
• [学会発表] Static design for the fibrous composite plates reinforced by curvilinearly shaped fibers (2010)
  • 著者名/発表者名: Shinya Honda
  • 学会等名: European Conference on Composite Materials(ECCM-14)
  • 発表場所: Budapest University of Technology and Economics, Budapest, Hungary
  • 年月日: 2010-06-10
• [学会発表] Static design for the fibrous composite plates reinforced by curvilinearly shaped fibers (2010)
  • 著者名/発表者名: Shinya Honda, Kosuke Owatari, Yoshihiro Narita
  • 学会等名: European Conference on Composite Materials (ECCM-14)
  • 発表場所: Budapest University of Technology and Economics, Budapest, Hungary
  • 年月日: 2010-06-10
• [備考] 研究代表者所属の研究室ホームページ
  • URL: http://labs.eng.hokudai.ac.jp/labo/intelligent_design/
• [備考]
• [備考]
  • URL: http://mech-me.eng.hokudai.ac.jp/~henkei/honda.html