| 研究課題/領域番号 |
18K04557
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
横関 智弘 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (50399549)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| キーワード | 軽量宇宙構造 / 衝撃減衰 / 複合材料 |
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| 研究実績の概要 |
本研究では、軽量航空宇宙構造として航空機構造や宇宙機構造への適用が検討されているCFRPラティス構造について、「振動・衝撃減衰性能の観点からも有用な構造様式ではないか？」との着想から、CFRPラティス構造の振動・衝撃減衰メカニズムを明らかにすることを目指すものである。実機構造としてはロケット構造など、円筒構造が考えられるが、本研究では、メカニズム解明を主眼とし、ラティス平板モデルを対象として、3年間で解析モデル構築と実験計測による研究を進めている。
2年目の2019年度は、CFRPラティス構造の衝撃減衰応答についての解析モデルの構築を目指し、ラティス構造のユニットセルを対象として、衝撃応答予測を可能とする数値解析モデルの開発を行った。外力による周波数応答を計算することで、ラティス構造のユニットユニットセル構造に起因し、選択的に減衰性能を高めうるストップバンドの存在を明らかにした。
また、材料の減衰以外の幾何学的効果による応答低減が達成される可能性を検証するために、ユニットセルの幾何形状を変化させた場合の解析を実施し、所望の周波数領域の衝撃減衰を向上さることが可能であることを解析的に示した。また、1年目に実施した、小型ラティス構造の試験片を用いた衝撃応答に関する実験結果や有限要素解析による衝撃応答解析結果との比較を行い、開発した解析モデルにより、ストップバンドの予測が妥当であることを確認した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
１、２年目に小型平板試験（300mm角程度）によるデータ取得と解析モデルの構築を実施する予定であったが、計画通り、解析モデルの構築と実験による検証を完了することができたため。
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| 今後の研究の推進方策 |
今後は、解析モデルを用いた設計最適化の実施や、より大型のラティス構造の検討を実施する予定である。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
次年度に使用予定の試験用物品（センサ等）を購入予定であったが、年度内での納入が難しいとの判断で次年度に購入をすることとしたため、残額が生じた。そのため、残額分を含めて、次年度早々に使用する予定であり、研究計画としては変更の必要はない状況である。
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