| 研究概要 |
コンプライアントメカニズムのユニバーサルデザインの指針として,全ての人に公平に使えること,および,小さな力でも使えること,の2点に着目すると,以下の6つの項目を考慮した最適化問題を定式化することができる.[1]入力部の荷重の方向が変動しても十分な変位が得られること,[2]入力部の荷重の位置が変動しても十分な変位が得られること,[3]メカニズムの変形途中の状態でも入力部の荷重の方向・荷重の大きさが変動しないような形状にすること,[4]メカニズムの変形途中の状態で入力部の荷重の方向・荷重の大きさが変動してもメカニズムの機能が達成されること,[5]出力部の荷重の位置が変動してもメカニズムの機能が達成されること,[6]入力部の荷重が小さくても十分な変位が得られること,である.前年度までの研究では,コンプライアントメカニズム形状の概略を導出するため,線形の変形を仮定した最適設計の定式化を行ってきた.しかし,コンプライアントメカニズムの実際の変形は線形の範囲内にはないため,本年度は,最適化手法と非線形有限要素法を統合し,大変形を考慮した最適設計の方法を構築した.線形を仮定した場合,相互平均コンプライアンスの考え方に基づいた目的関数を設定し,て定の大きさの入力に対して,出力を最大化することができる.大変形を考慮した場合もこの考え方が拡張できることを示し,相互平均エンドコンプライアンを用いて最適化問題を定式化した.最後に数値計算を行い,本手法の有効性が確認できた.
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