新概念コンポジットの航空・自動車軽量構造への実用化と多目的統合最適化

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21360105
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 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: 成田 吉弘 北海道大学, 大学院・工学研究院, 教授 (00137407)
• 研究分担者: 佐々木 克彦 北海道大学, 大学院・工学研究院, 教授 (90215715)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• キーワード: 複合材料 / 軽量構造 / 最適設計 / 振動解析

研究概要

省資源化のため,石油を大量消費する自動車と航空機の構造軽量化は急務であり,軽量かつ強度に優れた炭素繊維強化複合材料(CFRP)の利用が最も実用性がある。このため平行繊維による従来のFRPから,「必要な場所に曲線状強化繊維を的確に導入して局所異方性を活用した新概念FRP構造」による構造機械特性の革新的な向上を目的とした。そこで主に,目的に応じて最適な繊維形状を実現する曲線繊維強化構造の解析法と最適設計を提案し効果を実証した。

研究成果

• [雑誌論文] Free Vibration Analysis of Doubly Curved Shallow Shells Using the Superposition-Galerkin Method (2012)
  • 著者名/発表者名: Y. Mochida, S. Ilanko, M. Duke and Y. Narita
  • 雑誌名: Journal of Sound and Vibration 巻: Vol.331 ページ: 1413-1425
  • DOI: DOI:10.1016/j.jsv.2011.10.031
  • 査読あり
• [雑誌論文] Natural Frequencies and Vibration Modes of Laminated Composite Plates Reinforced with Arbitrary Curvilinear Fiber Shape Paths (2012)
  • 著者名/発表者名: Shinya Honda and Yoshihiro Narita
  • 雑誌名: Journal of Sound and Vibration 巻: Vol.331 ページ: 180-191
  • DOI: DOI:10.1016/j.jsv.2011.08.019
  • 査読あり
• [雑誌論文] Multidisciplinary Design Optimization of Surface Shapes and Lay-up Configurations for Laminated Composite Shells (2011)
  • 著者名/発表者名: Shinya Honda, Takeru Kato, Yoshihiro Narita and Daisuke Narita
  • 雑誌名: Journal of System Design and Dynamics, JSME 巻: Vol.5 ページ: 1662-1673
  • DOI: DOI:10.1299/jsdd.5.1662
  • 査読あり
• [雑誌論文] Multidisciplinary Design Optimization for Vibration Control of Smart Laminated Composite Structures (2011)
  • 著者名/発表者名: Shinya Honda, Itsuro Kajiwara, and Yoshihiro Narita
  • 雑誌名: Journal of Intelligent Material Systems and Structures 巻: Vol.22 ページ: 1419-1430
  • DOI: DOI:10.1177/1045389X11414081
  • 査読あり
• [雑誌論文] 繊維強化複合材シェルの曲面形状と積層構成の統合最適化 (2011)
  • 著者名/発表者名: 本田真也, 加藤大翔, 成田吉弘, 成田大祐
  • 雑誌名: 日本機械学会論文集(C編) 巻: Vol.77, No.777 ページ: 1793-1802
  • DOI: DOI:10.1299/kikaic.77.1793
  • 査読あり
• [雑誌論文] Vibration Design of Laminated Fibrous Composite Plates with Local Anisotropy Induced by Short Fibers and Curvilinear Fibers (2011)
  • 著者名/発表者名: Shinya Honda and Yoshihiro Narita
  • 雑誌名: Composite Structures 巻: Vol.93 ページ: 902-910
  • DOI: DOI:10.1016/j.compstruct.2010.07.003
  • 査読あり
• [雑誌論文] ペットボトル形状に対する印象評価 (2010)
  • 著者名/発表者名: 矢澤宗厚, 成田吉弘
  • 雑誌名: 日本感性工学会論文誌 巻: Vol.10, No.1 ページ: 27-34
  • 査読あり
• [雑誌論文] 曲線状繊維によって強化された複合材積層板の座屈解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 本田真也, 大西良昌, 成田吉弘
  • 雑誌名: 日本機械学会論文集(C編) 巻: Vol.76, No.765 ページ: 1056-1061
  • 査読あり
• [雑誌論文] 実験計画法を用いた複合材料構造の多目的最適化 (2010)
  • 著者名/発表者名: 上甲康之, 本田真也, 成田吉弘
  • 雑誌名: 日本機械学会集(C編) 巻: Vol.76, No.765 ページ: 1062-1067
  • 査読あり
• [雑誌論文] 多孔性長方形板のモデリングと振動特性 (2010)
  • 著者名/発表者名: 成田吉弘, 山口雄平, 申義變
  • 雑誌名: 日本機械学会論文集(C編) 巻: Vol.76, No.766 ページ: 1413-1418
  • 査読あり
• [雑誌論文] 曲線状繊維によって強化された複合材積層板の応力集中最小化 (2010)
  • 著者名/発表者名: 本田真也, 大渡康介, 成田吉弘
  • 雑誌名: 日本機械学会論文集(A編) 巻: Vol.76, No.769 ページ: 1139-1146
  • 査読あり
• [雑誌論文] Maximizing the Fundamental Frequency of Laminated Composite Plates with Optimally Shaped Curvilinear Fibers (2009)
  • 著者名/発表者名: Shinya Honda, Yoshihiro Narita and Katsuhiko Sasaki
  • 雑誌名: Journal of System Design and Dynamics, JSME 巻: Vol.3, No.6 ページ: 867-876
  • DOI: DOI:10.1299/jsdd.3.867
  • 査読あり
• [雑誌論文] Discrete Optimization for Vibration Design of Composite Plates by Using Lamination Parameters (2009)
  • 著者名/発表者名: Shinya Honda, Yoshihiro Narita and Katsuhiko Sasaki
  • 雑誌名: Advanced Composite Materials 巻: Vol.18 ページ: 297-314
  • 査読あり
• [雑誌論文] 繊維形状最適化による複合材積層板の固有振動数最大化 (2009)
  • 著者名/発表者名: 本田真也, 成田吉弘, 佐々木克彦
  • 雑誌名: 日本機械学会論文集(C編) 巻: Vol.75, No.753 ページ: 1244-1250
  • 査読あり
• [雑誌論文] 遠心力を受ける複合材積層板の振動解析
  • 著者名/発表者名: 和田将明, 本田真也, 成田吉弘
  • 雑誌名: 日本機械学会論文集(C編) 巻: Vol.78
  • 査読あり
• [学会発表] 熱可塑性CFRP積層板の成形モニタリング (2012)
  • 著者名/発表者名: 束田拓平,武田真一,岩堀豊,本田真也,成田吉弘
  • 学会等名: 日本複合材料学会第3回日本複合材料合同会議JCCM3 2012(JCOM-41/JSCM 2012)
  • 発表場所: 京都市
  • 年月日: 20120307-9
• [学会発表] レーザー加振を用いたスマートマイクロ複合材の振動制御性の評価 (2011)
  • 著者名/発表者名: 本田真也,成田吉弘,梶原逸朗,中村哲司
  • 学会等名: 日本複合材料学会,第36回複合材料シンポジウム講演論文集
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 20111020-21
• [学会発表] 積層パラメータを用いたスマート複合材の統合最適設計 (2011)
  • 著者名/発表者名: 小坂亙,本田真也,成田吉弘,梶原逸朗
  • 学会等名: 日本機械学会, Dynamics and Design Conference 2011(D & D2011)
  • 発表場所: 香美市
  • 年月日: 20110905-9
• [学会発表] 曲線状繊維によって強化された複合材の多目的最適化 (2011)
  • 著者名/発表者名: 五十嵐輝樹,本田真也,成田吉弘
  • 学会等名: Dynamics and Design Conference 2011 (D & D2011)
  • 発表場所: 香美市
  • 年月日: 20110905-9
• [学会発表] 繊維強化複合材により局所的に強化された板の振動数最大化 (2011)
  • 著者名/発表者名: 本田真也,小柴嵩,成田吉弘
  • 学会等名: 日本機械学会, Dynamics and Design Conference 2011(D & D2011)
  • 発表場所: 香美市
  • 年月日: 20110905-9
• [学会発表] 遠心力を受ける複合材積層板の振動解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 和田将明,本田真也,成田吉弘
  • 学会等名: 日本機械学会, Dynamics and Design Conference 2011(D & D2011)
  • 発表場所: 香美市
  • 年月日: 20110905-9
• [学会発表] 充填物を有するフレキシブル二重配管の振動減衰性能評価 (2011)
  • 著者名/発表者名: 南貴士,本田真也,成田吉弘,佐藤太裕
  • 学会等名: 日本機械学会, Dynamics and Design Conference 2011(D & D2011)
  • 発表場所: 香美市
  • 年月日: 20110905-9
• [学会発表] シャンプー容器を用いた突起の触り心地に関する感性評価 (2011)
  • 著者名/発表者名: 西田和寛,李美龍,成田吉弘
  • 学会等名: 日本感性工学会,第13回日本感性工学会大会
  • 発表場所: 新宿区
  • 年月日: 20110903-5
• [学会発表] 製品の飽きを左右するデザイン要素に関する考察 (2011)
  • 著者名/発表者名: 田中恒也,李美龍,成田吉弘
  • 学会等名: 日本感性工学会,第13回日本感性工学会大会
  • 発表場所: 新宿区
  • 年月日: 20110903-5
• [学会発表] DESIGN OF SMART COMPOSITE FOR VIBRATION SUPPRESSION USING LAMINATION PARAMETERS (2011)
  • 著者名/発表者名: Shinya HONDA, Kou KOSAKA, Yoshihiro NARITA, and Itsuro KAJIWARA
  • 学会等名: Proceedings of the 18thInternational Conference on Composite Material (ICCM18)
  • 発表場所: Jeju, Korea, IF0541(USB).
  • 年月日: 20110821-26
• [学会発表] 曲線状繊維強化複合材の振動・曲率に関する多目的最適設計 (2011)
  • 著者名/発表者名: 五十嵐輝樹,本田真也,成田吉弘
  • 学会等名: 日本機械学会第12回「運動と振動の制御」シンポジウム(MOVIC2011
  • 発表場所: 長野
  • 年月日: 20110629-7
• [学会発表] MULTI-OBJECTIVE OPTIMIZATION FOR FIBROUS COMPOSITE REINFORCED BY CURVILINEAR FIBERS (2011)
  • 著者名/発表者名: Shinya HONDA, Teruki IGARASHI, and Yoshihiro NARITA
  • 学会等名: Proceedings of 9th World Congress on Structural and Multidisciplinary Optimization (WCSMO-9)
  • 発表場所: Shizuoka, Japan, (CD-ROM)
  • 年月日: 20110613-17
• [学会発表] Some recent topics in dynamics "How can we become good researchers or mediocre ones?" (2011)
  • 著者名/発表者名: Yoshihiro Narita, (Plenary speech)
  • 学会等名: Proceedings of the Second Korea-Japan Joint Symposium on Dynamics and Control
  • 発表場所: Busan, Korea
  • 年月日: 20110500
• [学会発表] Analytical and experimental study on vibration of laminated shallow shells with variable shape and lay-up (2011)
  • 著者名/発表者名: Yoshihiro Narita, Shinya Honda, Takeru Kato, Daisuke Narita
  • 学会等名: Proceedings of the Second Korea-Japan Joint Symposium on Dynamics and Control
  • 発表場所: Busan, Korea
  • 年月日: 20110500
• [学会発表] ラフ集合理論を用いた視覚デザインの「シンプルさ」の定量化 (2011)
  • 著者名/発表者名: 田中恒也,李美龍,成田吉弘
  • 学会等名: 日本機械学会,北海道支部第50回講演会
  • 発表場所: 旭川
  • 年月日: 2011-10-01
• [学会発表] 立体モデルの曲面形状と重心位置による持ちやすさの感性評価 (2011)
  • 著者名/発表者名: 西田和寛,李美龍,成田吉弘
  • 学会等名: 日本機械学会,北海道支部第50回講演会
  • 発表場所: 旭川
  • 年月日: 2011-10-01
• [学会発表] 楕円孔を持つ積層長方形板の振動最適化 (2011)
  • 著者名/発表者名: 富橋和哉,本田真也,成田吉弘
  • 学会等名: 日本機械学会,北海道支部第50回講演会
  • 発表場所: 旭川
  • 年月日: 2011-10-01
• [学会発表] 三次元局所異方性を有する複合材の基本振動数最大化 (2011)
  • 著者名/発表者名: 石橋祐太,本田真也,成田吉弘
  • 学会等名: 日本機械学会,北海道支部第50回講演会
  • 発表場所: 旭川
  • 年月日: 2011-10-01
• [学会発表] 翅脈構造を有するCF/Alハイブリッド複合材の振動特性評価 (2011)
  • 著者名/発表者名: 湯上訓平,本田真也,成田吉弘
  • 学会等名: 日本機械学会,北海道支部第50回講演会
  • 発表場所: 旭川
  • 年月日: 2011-10-01
• [学会発表] 非対称積層長方形板の振動解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 李承哲,湯上訓平,本田真也,成田吉弘
  • 学会等名: 日本機械学会,北海道支部第50回講演会
  • 発表場所: 旭川
  • 年月日: 2011-10-01
• [学会発表] Effect of piezoelectric constraining layer on vibration of laminated plates (2011)
  • 著者名/発表者名: Li Jinqiang,成田吉弘
  • 学会等名: 日本機械学会,北海道支部第50回講演会
  • 発表場所: 旭川
  • 年月日: 2011-10-01
• [学会発表] 集中質量を有する積層長方形板の振動最適化 (2011)
  • 著者名/発表者名: 蒙喧,成田吉弘
  • 学会等名: 日本機械学会,北海道支部第50回講演会
  • 発表場所: 旭川
  • 年月日: 2011-10-01
• [学会発表] The Effect of Internal Line Supports on Optimum Lay-up Design for Vibration of Laminated Rectangular Plates
  • 著者名/発表者名: Yoshihiro NARITA and Shinya HONDA
  • 学会等名: Proceedings of The 14th Asia-Pacific Vibration Conference (APVC14)
  • 発表場所: HongKong SAR, China
  • 年月日: 00001205-8
• [学会発表] Vibration Testing Method of Smart Micro-Composite with Laser Excitation
  • 著者名/発表者名: Shinya HONDA, Yoshihiro NARITA, Itsuro KAJIWARA, and Satoshi NAKAMURA
  • 学会等名: Proceedings of The 14th Asia-Pacific Vibration Conference (APVC14)
  • 発表場所: HongKong SAR, China
  • 年月日: 00001205-8
• [学会発表] Study on Vibration Design of Laminated Fibrous Composite Plates Reinforced by Short Fibers and Curvilinear Fibers
  • 著者名/発表者名: Shinya HONDA and Yoshihiro NARITA
  • 学会等名: Proceedings of 8th International Symposium on Vibration of Continuous Systems (ISVCS8)
  • 発表場所: Whistler, British Columbia, Canada
  • 年月日: 00000717-23
• [学会発表] Vibration Optimization of Composite Laminated Shallow Shells with respect to Surface Shapes and Lay-ups
  • 著者名/発表者名: Yoshihiro NARITA, Shinya HONDA, Takeru KATO, and Daisuke NARITA
  • 学会等名: Proceedings of 8th International Symposium on Vibrationof Continuous Systems (ISVCS8)
  • 発表場所: Whistler, British Columbia, Canada
  • 年月日: 00000717-23
• [備考]
  • URL: http://labs.eng.hokudai.ac.jp/labo/intelligent_design/