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大変形を伴う超柔軟構造を持つ動的システムの新しい解析手法の構築と実験的検証

研究課題

研究課題/領域番号 26420165
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 機械力学・制御
研究機関青山学院大学 (2016-2017)
秋田大学 (2014-2015)

研究代表者

菅原 佳城  青山学院大学, 理工学部, 准教授 (10422320)

研究分担者 小林 信之  青山学院大学, 理工学部, 教授 (70276020)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2016年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2015年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2014年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
キーワードflexible structure / multibody dynamics / complementarity / spacecraft / tethered system / 柔軟構造 / テザー / 数値解析 / 制御 / テザー衛星 / 相補性 / 柔軟構造物 / 運動解析 / 線形相補性問題 / マルチボディダイナミクス
研究成果の概要

剛体の衝突現象の効率的な数値解析法を活用して,非常に柔軟な構造を持つシステムの解析手法を提案した.提案手法と従来法である非線形有限要素法による数値解析結果の比較により,計算性に優れる手法であることを示した.また実験装置を製作し,実験結果と提案手法による実験結果を比較することでよい一致を得ることができ,提案手法の有効性を実験的にも示した.さらに,提案手法の良い計算性を活用することで,柔軟な構造を有するシステムの数値最適化を容易に行うことができることから,テザーを有する宇宙機を対象とした効率的なテザー展開のための構造の最適化の一例を示した.

報告書

(5件)
  • 2017 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2016 実施状況報告書
  • 2015 実施状況報告書
  • 2014 実施状況報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2017 2016 2015 2014

すべて 学会発表 (14件) (うち国際学会 4件)

  • [学会発表] A study on the effective deployment of tethered system via fast analysis method and experimental validation2017

    • 著者名/発表者名
      Yoshiki Sugawara, Shuntarou Oshima, Yuri Toyama, Sayako Sakama
    • 学会等名
      8th ECCOMAS Thematic Conference on MULTIBODY DYNAMICS
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 波動制御法を用いた柔軟体の制御系設計に関する研究2017

    • 著者名/発表者名
      安藤 一樹, 菅原 佳城, 坂間 清子
    • 学会等名
      日本機械学会, Dynamics and Design Conference 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Study on controller design of a flexible link manipulator using wave based control method2017

    • 著者名/発表者名
      Ikki Ando, Yoshiki Sugawara, Sayako Sakama
    • 学会等名
      The 8th Thai Society of Mechanical Engineers, International Conference on Mechanical Engineering
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] テザーシステムの効率的展開についての一考察2016

    • 著者名/発表者名
      菅原 佳城, 大島 俊汰郎, 関 啓亮
    • 学会等名
      日本機械学会 機械力学・計測制御部門 Dynamics and Design Conference 2016
    • 発表場所
      宇部,山口
    • 年月日
      2016-08-23
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Shuntaro OSHIMA, Yoshiki SUGAWARA2016

    • 著者名/発表者名
      An analysis method for tethered system and a study on their efficient deployment
    • 学会等名
      26th. Workshop on Astrodynamics and Flight Mechanics
    • 発表場所
      相模原,神奈川
    • 年月日
      2016-07-25
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A Planar Motion Analysis of System with Mass and Extremely Flexible Components by Using Linear Complementarity Problem2016

    • 著者名/発表者名
      Shuntarou Oshima, Yoshiki Sugawara and Keisuke Seki
    • 学会等名
      The 4th Joint International Conference on Multibody System Dynamics
    • 発表場所
      Montreal, Canada
    • 年月日
      2016-05-29
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] A Planar Motion Analysis of System with Mass and Extremely Flexible Components by Using Linear Complementarity Problem2016

    • 著者名/発表者名
      Shuntarou Oshima, Yoshiki Sugawara, Keisuke Seki
    • 学会等名
      The 4th Joint International Conference on Multibody System Dynamics
    • 発表場所
      マギル大学,カナダ
    • 年月日
      2016-05-29
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 極めて柔軟かつ軽量な構造と質量を有する系の解析法の提案と実験検証2015

    • 著者名/発表者名
      大島 俊汰郎,菅原 佳城,関 啓亮,千田 拓
    • 学会等名
      日本機械学会 Dynamics and Design Conference 2015
    • 発表場所
      弘前大学,青森県
    • 年月日
      2015-08-25
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] An analysis method for a system with mass and extremely flexible component and its application to analysis of deployable satellite2015

    • 著者名/発表者名
      Yoshiki Sugawara, Syuntaro Oshima, Taku Chida
    • 学会等名
      ECCOMAS Thematic Conference on Multibody Dynamics
    • 発表場所
      カタルーニャ工科大学,スペイン
    • 年月日
      2015-06-29
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 極めて柔軟かつ大型の展開構造を持つ人工衛星の挙動の解析法について2015

    • 著者名/発表者名
      菅原 佳城,大島 俊汰郎
    • 学会等名
      日本航空宇宙学会北部支部2015年講演会ならびに第16回再使用型宇宙推進系シンポジウム
    • 発表場所
      能代市文化会館および能代市中央公民館,秋田
    • 年月日
      2015-03-16 – 2015-03-17
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 超柔軟体-質量系の線形相補性問題に帰着させた運動解析について2015

    • 著者名/発表者名
      大島 俊汰郎, 菅原 佳城
    • 学会等名
      東北学生会 第45回学生員卒業研究発表講演会
    • 発表場所
      八戸工業高等専門学校,青森
    • 年月日
      2015-03-10
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 超柔軟構造物の解析と制御法に関する検討2014

    • 著者名/発表者名
      菅原 佳城, 大島 俊汰郎,千田 拓
    • 学会等名
      第15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
    • 発表場所
      東京ビックサイト,東京
    • 年月日
      2014-12-15 – 2014-12-17
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 極めて柔軟な構造を持つシステムの相補性を考慮した運動解析について2014

    • 著者名/発表者名
      菅原 佳城,千田 拓
    • 学会等名
      日本機械学会 機械力学・計測制御部門 Dynamics and Design Conference 2014
    • 発表場所
      上智大学 四谷キャンパス,東京
    • 年月日
      2014-08-26 – 2014-08-29
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] An Analysis of System with Mass and Extremely Flexible Structure by the Use of the System's Complementarity2014

    • 著者名/発表者名
      Yoshiki Sugawara, Nobuyuki Kobayashi, Taku Chida
    • 学会等名
      The 3rd Joint International Conference on Multibody System Dynamics
    • 発表場所
      BEXCO, Busan, Korea
    • 年月日
      2014-06-30 – 2014-07-31
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書

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公開日: 2014-04-04   更新日: 2019-03-29  

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