複合強非線形解析技術に基づく3DP構造の耐震・耐衝撃性能評価とトポロジー最適化

• 研究課題/領域番号: 25K01317
• 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22020:構造工学および地震工学関連
• 研究機関: 法政大学
• 研究代表者: 山本 佳士 法政大学, デザイン工学部, 教授 (70532802)
• 研究分担者: 加藤 準治 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (00594087) ; 栗橋 祐介 金沢大学, 地球社会基盤学系, 教授 (30414189) ; 小倉 大季 清水建設株式会社技術研究所, その他部局等, 主任研究員 (50624037)
• 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: 18,590千円 (直接経費: 14,300千円、間接経費: 4,290千円); 2027年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円); 2026年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円); 2025年度: 7,930千円 (直接経費: 6,100千円、間接経費: 1,830千円)
• キーワード: RBSM / 3Dプリンティング / トポロジー最適化 / 破壊・大回転・接触シミュレーション

研究開始時の研究の概要

繊維補強モルタルの積層造形による3Dプリンティング（3DP）技術は、生産性向上、環境負荷低減、設計自由度の向上を実現する革新技術として、国内外で精力的に研究が行われている。しかしながら、その安全性照査のための技術は確立されていない。本研究では、研究代表者が開発している、静的/動的、破壊、大変位・大回転、接触挙動までを再現可能な、剛体バネモデル（RBSM）を、3DP構造の力学特性を再現できるように拡張する。さらに、3DP構造の、動的破壊・崩壊過程を考慮したトポロジー最適化手法を開発する。同手法により、変形性能に加え、緩衝性能など、動的特有の性能向上を目的とした構造最適化が可能になる。