2003 Fiscal Year Annual Research Report

破壊を伴う衝撃吸収軽量セル構造材の開発

Research Project

Project/Area Number	14350053
Research Institution	Kanazawa University
Principal Investigator	山崎光悦金沢大学, 工学部, 教授 (70110608)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	北山哲士金沢大学, 工学部, 助手 (90339698) 坂本二郎金沢大学, 自然科学研究科, 助教授 (20205769) 尾田十八金沢大学, 工学部, 教授 (30019749)
Keywords	衝撃エネルギ吸収 / 軽量セル構造体 / き裂発生 / き裂進展 / ハニカム構造 / 構造最適化
Research Abstract	薄板や立体セルに積極的かつ連続的に膜破壊を誘発させ,折り畳みによる塑性変形と膜破壊を同時進行的に起こさせて,重量当り及び容積当りの衝撃エネルギ吸収量を飛躍的に増大できる軽量セル構造体を開発することを目的として,2年目は以下の研究を実施した. 1.連続破壊を誘発する薄板セル構造形態の探索昨年度開発した貫通エネルギ計算法を用い,衝撃吸収セル構造材開発の第1の方策として,シート材で構成できる六角形ハニカムや四角形ハニカムなどの短柱状薄板セル構造と貫通破壊を引き起こさせる薄板シートを交互に接着した多層構造を構成し,薄板シートの貫通破壊と柱状セルの圧潰を交互に誘発,進行できる構造形態のセル寸法,板厚,シート材の板厚を変化させたシミュレーションを実施して,エネルギ吸収効果の高いセル構造形態を設計した. 2.薄板セル構造体の衝撃エネルギ吸収効果の実験的評価アルミニウム合金製シートを素材に,1で設計した薄板セル構造衝撃吸収材を製作し,衝撃破壊・圧潰試験を実施して衝撃吸収効果を測定した.その結果,破壊を誘発するシート材の厚みを増すことでシート材のないハニカムセル構造に比較して2倍程度に増加できることを確認した. 3.三次元立体セル構造形態探索法の確立衝撃吸収セル構造材開発の第2の方策として,三次元連続体から出発してより一般的な衝撃エネルギ吸収最適形態を探索し,形態を薄板セルに制限した2の結果よりもさらに吸収効果の高い軽量セル構造形態の設計を試み,探索法をある程度確立した 4.連続的破壊を誘発する三次元立体セル構造形態の探索 3で確立した立体セル構造探索法を応用して,圧潰部分が次の破壊を誘発する圧子を自然に形成し,次々と破壊と圧潰が連続的に発生する三次元立体セル構造形態を探索しているが,現在までのところ当初目的とした通常ハニカムセルの10倍程度のセル構造体設計実現に至っておらず,次年度さらなる検討を進める予定である.

Research Products

(6 results)

All Other

All Publications (6 results)

[Publications] Han J., Yamazaki K.: "Crashworthiness Optimization of S-shape Square Tubes"International Journal of Vehicle Design. 31-1. 72-85 (2003)
[Publications] Ding X., Yamazaki K.: "Stiffener Layout Design for Plate Structures by Growing and Branching Tree Model-Application to Vibration-proof Design-"Structural Multidisciplinary Optimization. 25-1. 1-12 (2004)
[Publications] Yamazaki K., Ding X.: "Generation of Branch System in Nature and Its Application to Cooling System"Proc.of the 5^<th> World Congress on Structural and Multidisciplinary Optimization. (CD-ROM#056). (2003)
[Publications] 山崎光悦, 古栃真, 柏野友紀: "延性材料の衝撃破壊エネルギ吸収特性に関する研究"日本機械学会2003年次大会講演会講演論文集. VI. 7-8 (2003)
[Publications] 山崎光悦, 高橋聡一, 米村茂: "台形平面化した円筒の圧潰特性に関する研究"日本機械学会2003年次大会講演会講演論文集. VI. 3-4 (2003)
[Publications] 山崎光悦, 古栃真, 深作亮太: "ハニカム構造体の衝撃吸収能向上に関する研究"日本機械学会北陸信越支部第41期総会講演会講演論文集. (予定). (2004)

2003 Fiscal Year Annual Research Report

破壊を伴う衝撃吸収軽量セル構造材の開発

Principal Investigator

山崎 光悦 金沢大学, 工学部, 教授 (70110608)

Research Products

[Publications] Han J., Yamazaki K.: "Crashworthiness Optimization of S-shape Square Tubes"International Journal of Vehicle Design. 31-1. 72-85 (2003)

[Publications] Ding X., Yamazaki K.: "Stiffener Layout Design for Plate Structures by Growing and Branching Tree Model-Application to Vibration-proof Design-"Structural Multidisciplinary Optimization. 25-1. 1-12 (2004)

[Publications] Yamazaki K., Ding X.: "Generation of Branch System in Nature and Its Application to Cooling System"Proc.of the 5^<th> World Congress on Structural and Multidisciplinary Optimization. (CD-ROM#056). (2003)

[Publications] 山崎光悦, 古栃 真, 柏野友紀: "延性材料の衝撃破壊エネルギ吸収特性に関する研究"日本機械学会2003年次大会講演会講演論文集. VI. 7-8 (2003)

[Publications] 山崎光悦, 高橋聡一, 米村 茂: "台形平面化した円筒の圧潰特性に関する研究"日本機械学会2003年次大会講演会講演論文集. VI. 3-4 (2003)

[Publications] 山崎光悦, 古栃 真, 深作亮太: "ハニカム構造体の衝撃吸収能向上に関する研究"日本機械学会北陸信越支部第41期総会講演会講演論文集. (予定). (2004)

山崎光悦金沢大学, 工学部, 教授 (70110608)

[Publications] 山崎光悦, 古栃真, 柏野友紀: "延性材料の衝撃破壊エネルギ吸収特性に関する研究"日本機械学会2003年次大会講演会講演論文集. VI. 7-8 (2003)

[Publications] 山崎光悦, 高橋聡一, 米村茂: "台形平面化した円筒の圧潰特性に関する研究"日本機械学会2003年次大会講演会講演論文集. VI. 3-4 (2003)

[Publications] 山崎光悦, 古栃真, 深作亮太: "ハニカム構造体の衝撃吸収能向上に関する研究"日本機械学会北陸信越支部第41期総会講演会講演論文集. (予定). (2004)