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形状双安定性を有する新機能複合材シェルの開発

研究課題

研究課題/領域番号 26289052
研究種目

基盤研究(B)

配分区分一部基金
応募区分一般
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, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (90548190)

研究協力者 成田 吉弘  北海道大学, 大学院工学研究院, 名誉教授
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
16,380千円 (直接経費: 12,600千円、間接経費: 3,780千円)
2016年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2015年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2014年度: 10,010千円 (直接経費: 7,700千円、間接経費: 2,310千円)
キーワード積層複合材 / 形状双安定性 / シェル形状 / 多目的最適化 / 複合材料 / 振動特性 / 自由形状繊維 / 機械力学 / 最適設計 / 双安定 / 熱可塑性複合材 / 多目的最適設計 / 曲線状繊維 / 局所剛性 / 局所異方性 / 積層理論 / 形状双安定シェル
研究成果の概要

非対称積層された積層複合材は各層の強い異方性により熱硬化後に歪んだ(シェル)形状となる.なかでも特定の寸法および積層構成を有する積層材は二つの安定した形状を有する双安定複合材となる.本研究では双安定形状間の変形量と双安定性を示す臨界温度の二つの相反する目的関数に関して遺伝的アルゴリズムに基づく多目的最適化を行った.熱硬化後のシェル形状予測には,レイリー・リッツ法に基づく独自の数値計算手法を開発した.数値計算結果は実験結果とよく一致しており,多目的最適化結果は広範囲に渡った非劣解(パレート解)を算出することができた.

報告書

(4件)
  • 2016 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (22件)

すべて 2016 2015 2014 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (15件) (うち国際学会 2件、 招待講演 2件) 備考 (2件)

  • [国際共同研究] King Mongkut's University of Technology/North Bangkok(タイ)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [雑誌論文] Vibration analysis and optimization of sandwich composite with curvilinear fibers2016

    • 著者名/発表者名
      Shinya Honda, Yoshihiro Narita
    • 雑誌名

      Journal of Physics: Conference Series

      巻: Vol.744, No.1 ページ: 1-8

    • DOI

      10.1088/1742-6596/744/1/012020

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Vibration characteristics of laminated composites with curvilinear reinforcing fibers by using tailored fiber placement machine2016

    • 著者名/発表者名
      Kazutoshi Tamai, Shinya Honda, Yoshihiro Narita
    • 雑誌名

      Proceedings of 17th US-Japan Conference on Composite Material (US-Japan 2016)

      巻: No.62

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Multi-objective optimization of laminated composite fabricated by tailored fiber placement machine2016

    • 著者名/発表者名
      Shinya HONDA
    • 雑誌名

      Proceedings of 17th US-Japan Conference on Composite Material (US-Japan 2016)

      巻: No. K3

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 双安定性を有する複合材シェルのスナップスルー変形に関する多目的最適化2015

    • 著者名/発表者名
      本田 真也,髙橋 圭佑,成田 吉弘
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集

      巻: 81 号: 824 ページ: 14-00531-14-00531

    • DOI

      10.1299/transjsme.14-00531

    • NAID

      130005066565

    • ISSN
      2187-9761
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書 2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 自由な強化繊維形状を有する先端複合材料の最適設計2016

    • 著者名/発表者名
      本田真也,成田吉弘
    • 学会等名
      第17回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会(SI2016)
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター
    • 年月日
      2016-12-15
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 柔軟な繊維形状を有する熱可塑性複合材の振動特性2016

    • 著者名/発表者名
      宮島渉,村上大地,本田真也,成田吉弘
    • 学会等名
      第17回計測自動制御学会システムインテグレーション部門講演会(SI2016)
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター
    • 年月日
      2016-12-15
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] ファイバー縫付機により作成した曲線状複合材の振動特性2016

    • 著者名/発表者名
      林 隼也,玉井 一年,○本田 真也,成田 吉弘
    • 学会等名
      日本機械学会,Dynamics & Design Conference 2016
    • 発表場所
      山口大学,宇部キャンパス
    • 年月日
      2016-08-23
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] ファイバー縫付機による熱可塑性複合材料の作製2016

    • 著者名/発表者名
      村上大地, 本田真也, 成田吉弘
    • 学会等名
      日本航空宇宙学会,第58回構造強度に関する講演会
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2016-08-03
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Vibration analysis and stacking sequence optimization of laminated rectangular plate with blended layers2015

    • 著者名/発表者名
      F. Nishioka, S. Honda , Y. Narita
    • 学会等名
      the 16th Asian Pacific Vibration Conference (APVC2015)
    • 発表場所
      Hanoi University of Science and Technology, Hanoi, Vietnam
    • 年月日
      2015-11-25
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Vibration optimization of composite sandwich plate with soft core by using refined zigzag theory2015

    • 著者名/発表者名
      S. Honda, T. Kumagai, Y. Narita
    • 学会等名
      the 16th Asian Pacific Vibration Conference (APVC2015)
    • 発表場所
      Hanoi University of Science and Technology, Hanoi, Vietnam
    • 年月日
      2015-11-24
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ファイバー縫付機を用いた曲線状繊維強化複合材の振動特性2015

    • 著者名/発表者名
      玉井一年,本田真也,成田吉弘
    • 学会等名
      日本複合材料学会,第40回複合材料シンポジウム
    • 発表場所
      金沢工業大学,野々市市
    • 年月日
      2015-09-18
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 曲線状強化繊維を有する複合材の生産性と力学強度に関する多目的最適設計2015

    • 著者名/発表者名
      林隼也,本田真也,成田吉弘
    • 学会等名
      日本機械学会2015年度年次大会
    • 発表場所
      北海道大学,札幌市
    • 年月日
      2015-09-13
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 曲線状強化繊維を用いた翼構造要素の最適化の可能性2015

    • 著者名/発表者名
      本田真也
    • 学会等名
      日本機械学会2015年度年次大会
    • 発表場所
      北海道大学,札幌市
    • 年月日
      2015-09-13
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 改良型ジグザグ理論に基づく有限要素の提案とサンドイッチ複合材の振動最適化2015

    • 著者名/発表者名
      熊谷 貴仁,本田 真也,成田 吉弘
    • 学会等名
      日本機械学会 Dynamics & Design Conference 2015
    • 発表場所
      弘前大学,弘前市
    • 年月日
      2015-08-25
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Vibration Analysis of the Passive Constrained Layer Damping Plate by using Zigzag Theory2014

    • 著者名/発表者名
      Kumagai, T., Honda, S. and Narita, Y
    • 学会等名
      the 9th Asian-Asutralasian Conference on Composite Materials (ACCM9)
    • 発表場所
      Suzhou, China
    • 年月日
      2014-10-15 – 2014-10-17
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Zigzag理論によるPCLDパッチ構造板の振動解析2014

    • 著者名/発表者名
      熊谷貴仁,本田真也,成田吉弘
    • 学会等名
      日本機械学会北海道支部 第53回 講演会
    • 発表場所
      室蘭工業大学,室蘭市
    • 年月日
      2014-09-27
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] CFRPを用いた拘束型制振板の基本振動数最大化2014

    • 著者名/発表者名
      熊谷貴仁,本田真也,成田吉弘
    • 学会等名
      日本複合材料学会,第39回複合材料シンポジウム
    • 発表場所
      秋田大学手形キャンパス,秋田市
    • 年月日
      2014-09-18 – 2014-09-19
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Evaluation of residual strain in press molding of CF/PPS laminates using FBG sensors2014

    • 著者名/発表者名
      Tsukada, T., Takeda, S., Iwahori, Y., Honda, S., Nrita, Y., Minakuchi, S., Takeda, N.
    • 学会等名
      the American Society for Composites: Twenty-Ninth Technical Conference
    • 発表場所
      La Jolla, California
    • 年月日
      2014-09-08 – 2014-09-10
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 双安定性を有する複合材シェルのスナップ スルー変形に関する多目的最適化2014

    • 著者名/発表者名
      高橋 圭佑,本田 真也, 成田 吉弘
    • 学会等名
      日本機械学会 Dynamics & Design Conference 2014
    • 発表場所
      上智大学,東京特別区
    • 年月日
      2014-08-26 – 2014-08-29
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [備考] 北海道大学 大学院工学研究院 人間機械システムデザイン部門 インテリジェントデザイン研究室HP

    • URL

      http://labs.eng.hokudai.ac.jp/labo/intelligent_design/

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [備考] 北海道大学 インテリジェントデザイン研究室

    • URL

      http://labs.eng.hokudai.ac.jp/labo/intelligent_design/

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

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公開日: 2014-04-04   更新日: 2022-02-01  

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