システム融合設計による自動車用知的構造要素の開発

2000 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 12555061
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 谷 順二 東北大学, 流体科学研究所, 教授 (30006192)
• 研究分担者: 村井 正徳 東北大学, 流体科学研究所, 助手 (90292284) ; 裘 進浩 東北大学, 流体科学研究所, 助教授 (60241585) ; 高木 敏行 東北大学, 流体科学研究所, 教授 (20197065) ; 漆山 雄太 本田技術研究所, 栃木研究所, 主幹研究員 ; 林 直義 本田技術研究所, 栃木研究所, 主幹研究員
• キーワード: 圧電アクチュエータ / 同時最適設計法 / 圧電ファイバー / ハンドル / ロボットアーム / スマートボード

研究概要

まず今年は構造と制御の2つのシステムを同時に最適設計するシステム融合設計法を自動車のハンドルの振動抑制に適用し、その有効性を明らかにした。また高速運動するロボットアームの振動抑制にもシステム融合設計法を適用し、その有効性を明らかにした。
一方実用に耐える自動車用知的構造要素を開発し、製作するには、現状の圧電アクチュエータでは発生力が小さい。そこでマイクロ波焼結機とホットプレスを組み合わせたハイブリッド焼結法を用いて、従来の圧電アクチュエータより1.5倍も高性能な圧電アクチュエータを創製することに成功した。
オートクレープでCFRPやGFRPの積層板の中に圧電アクチュエータを組み込み一体化したスマートボードを創製し、振動制御実験を行い、可能性を確認した。
更に圧電ファイバーを創製するため、ゾル-ゲル法に圧電粉末を混入し、強度と性能を強化する方法を用いることを試みた。

研究成果

• [文献書誌] Y.Zhu,J.Qiu & J.Tani: "Simultaneous Optimization of a Flexible Robot Arm"JSME International Journal, C.. Vol.43,No.1. 32-37 (2000)
• [文献書誌] Y.Zhu,J.Qiu & J.Tani: "Simultaneous Structure-Control Optimization of a Steering Wheel for Vibration Suppression"Proc.of the Adaptive Structures and Material Systems. AD-Vol.60. 519-524 (2000)
• [文献書誌] H.Takahashi,K.Kato,J.Qiu & J.Tani: "Fabrication of High-performance PZT actuator using microwave sintering process"Proc.of the SPIE. Vol.3992. 614-620 (2000)