最新の研究成果

概要

工学研究科の石川 侑希氏（研究当時、大学院生）と小木曽 望教授は、一軸引張荷重を受けるドロップオフ^※1を有する積層板の樹脂ポケット^※2の強度を最大化する最適設計問題において、0度、±45度、90度層などの実用的な配向角制約と経験的な積層順序^※3制約のもとで、積層順序とドロップオフ配置^※4を同時に最適化する積層設計問題に対し、Obataらの研究^（*）を発展させた効率的な最適設計法を提案しました。さらに、3次元有限要素解析によって得られた最適解の妥当性を検証しました。そのため、最適解検証用の描画ツール、最適解から有限要素入力モデルを自動生成するツールも開発しました。

本研究成果は、2026年7月4日に「Transaction of The Japan Society for Aeronautics and Space Sciences」にオンライン掲載されました。

* Obata, S., Takahashi, K. and Inaba, K.: Compos. Struct. 253, (2020), 112787.

資金情報

本研究は、SIP2期「統合型材料開発システムによるマテリアル革命」B2グループ「AI援用積層最適化によるCFRP設計・製造自動化技術の開発」（2018-2022年度：代表：阿部 俊夫）の発展として続けた研究です。その一部に、JSPS科研費JP22H00184 基盤研究A 「設計の数理と物理を繋ぐ階層モデルベースのベイズ最適化による設計工学の変革型支援」（2022-2025年度、代表：下山 幸治（九州大学））の支援を得ました。

用語解説

※1 ドロップオフ：複合材料積層板で板厚（積層数）を変化させるために、層を途中で打ち切ること。

※2 樹脂ポケット：層を途中で切った（ドロップオフ）先に生じる隙間で、繊維が入っていない樹脂のみからなる。この樹脂ポケットが強度低下の原因となる。

※3 積層順序：0度、±45度、90度層などの層を積層する順序。これによって剛性、強度が異なる。

※4 ドロップオフ配置：積層を打ち切る順序。これによって剛性、強度が異なる。

掲載論文

【発表雑誌】Transaction of The Japan Society for Aeronautics and Space Sciences
【論文名】Optimal Design of a Ply Drop-off Laminate Under Empirical Constraints and Its Verification by Finite Element Analysis
【著者】 Nozomu Kogiso, Yuki Ishikawa

【掲載URL】 https://doi.org/10.2322/tjsass.69.140

お問い合わせ

大阪公立大学大学院工学研究科 航空宇宙工学分野
教授　小木曽 望（こぎそ のぞむ）
Email：kogiso[at]omu.ac.jp
※[at]を@に変更してください。