外部からの加熱を受ける柔軟構造物の動熱弾性連成振動問題と相似則の新しい展開

点击翻译按钮获取中文摘要

地上からロケット等で輸送する必要があり，また自重を支える必要がないため，地上の構造物と比べると極めて剛性の低い大規模な柔軟宇宙構造物では，一般的な力学的荷重のみならず，状況によっては太陽ふく射に代表される外部からの熱負荷による変形や動的応答が問題となることの報告がなされている．本研究では一昨年度，昨年度に引き続き，既往研究で実施された小規模な人工衛星搭載ブーム等の熱誘起振動に関する熱的および構造面での解析で蓄積してきた手法を発展する形で，大規模な柔軟宇宙構造物を対象として，外部からの熱負荷による熱弾性挙動を予測・解明するための基礎研究を進めた．これまでの研究で，外部から急激な加熱を受ける場合の動的応答を支配する無次元パラメータとして過去に提案された中で代表的なものである，Boleyによる熱誘起振動の最大振幅を支配するパラメータの考えを基礎とした熱弾性問題の解析を進めてきた．前年度以降，二次元および三次元の骨組み構造で構成された解析モデルを対象として，外部からのふく射過熱による熱入力を受けた場合の動的応答について，実在の構造で生じる現象と，研究室レベルでの実験検証で用いられる縮小モデルにおける現象との相似性を担保するための支配パラメータについて検討してきた．より現実的な問題への適用を想定して中央に伸展構造を有する典型的なソーラーアレイ構造を対象とし，熱負荷に加えて伸展構造に作用する軸圧縮力の影響も取り入れた解析を行った．このような実機モデルの熱的および構造的特徴を反映させた単純モデルを考案し，座屈解析，固有振動解析に続いて静的および動的応答解析の定式化を行い，その過程で系を支配する無次元パラメータの定式化とその特性の検証を行った．実験面では新規の実験システムの構築が遅れ，これまでに蓄積してきた実験データの整理と評価において，本提案の考え方を取り入れる方向での検討を行った．