奇弾性ラティス構造のマルチスケール最適設計による力学活性制御

• 研究課題/領域番号: 25K01119
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分18010:材料力学および機械材料関連
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 松原 成志朗 東北大学, 工学研究科, 准教授 (40823638)
• 研究分担者: 奥村 大 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (70362283) ; 永島 壮 名古屋大学, 工学研究科, 准教授 (80800317) ; 飛彈野 壮真 東北大学, 工学研究科, 助教 (31020555) ; 寺田 賢二郎 東北大学, 工学研究科, 教授 (40282678)
• 研究期間 (年度): 2025-04-01 – 2028-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2025年度)
• 配分額: 18,850千円 (直接経費: 14,500千円、間接経費: 4,350千円); 2027年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円); 2026年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円); 2025年度: 12,090千円 (直接経費: 9,300千円、間接経費: 2,790千円)
• キーワード: 奇弾性 / メタマテリアル / マルチスケール / 構造最適化 / 3Dプリンタ

研究開始時の研究の概要

本研究では，所望の力学活性を有する奇弾性構造体をデザインするためのマルチスケール構造最適化手法を開発し，3Dプリンタを用いて実用に供する最適な構造体を具現化する計算力学主体の材料開発法を創成する．具体的には，まず有限変形理論に基づく奇弾性構成則の構築と関連するロバストな有限要素解析手法を構築する．また，マクロな奇弾性とミクロな力学挙動をつなぐマルチスケール解析手法，および構造最適化手法を確立し，高精細3Dプリンタで作製した最適形状の材料試験を通して有用性を実証する．