宇宙膜面構造のリンクル発生に関する不確定性モデルの構築

宇宙膜表面结构褶皱产生不确定性模型的构建

• 批准号: 19656228
• 负责人: 小木曽 望
• 金额: $ 2.05万
• 依托单位: Osaka Prefecture University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2007 至 2009
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-19656228/
• 关键词: 航空宇宙工学; 確率論; 構造・機能材料; 確率過程; 膜面展開構造; インフレータブル構造; 宇宙膜面構造; 膜面形状; 構造信頼性; 最適設計; リンクル

ソーラーセールに代表される軽量膜面構造は,膜面に発生する「リンクル(しわ)」が展開特性に影響をもつと言われている.本研究では,寸法誤差,展開時の形状誤差,膜面の初期不整や荷重誤差などがリンクルにおよぼす影響を確率過程に基づいた不確定性モデルとして構築することをめざす.そして,それを通して,膜面構造の信頼性を確保するためには何が重要であるかを明らかにし,宇宙構造としての実現性を高めることにつなげることを目的として研究を行った.不確定性の影響をみるために,昨年度構築したレーザー変位計を用いる膜面計測実験装置を拡張して,正方形の膜面全体の変形分布を計測できるようにした.そして,シェル要素を用いた有限要素分岐座屈解析と比較した.その結果より,境界面における形状の不確定性,荷重負荷領域形状の不確定性が応力集中部におけるリンクル形状(波長と振幅)の不確定性に影響をおよぼし,それが膜面中央領域におけるリンクルの振幅に不確定性に関係すると結論付けることができた.一方,、その原因として膜面サンプルの切り出しやセッティングにおける制作上の不確定性に起因するため,計測の再現性のためにはサンプル製作の高精度化が新たな課題となる.一方で,これらの不確定性を確率論に基づくモデル化手法として,確率過程を用いた不確定性モデルの検討を行った,特に,面外初期不整の影響や初期応力の確率過程モデルを構築した.その確率モデルを分岐座屈に基づくリンクル解析と統合し,総合的な評価を行うことは今後の課題となるけれども,本研究を通して,宇宙膜面構造の確率過程モデルの足がかりを築くことができた.

The film surface structure is measured by the film surface structure, and the film surface development is affected by the development characteristics. In this study, the method error, the shape error during development, the initial deformation of the film surface, the load error, the uncertainty of the basic structure, and the influence of the accuracy process are studied. The structure of the universe is important to ensure the reliability of the membrane structure. The influence of uncertainty on the measurement of film surface is discussed in detail. The analysis and comparison of finite element analysis and differential analysis. The results show that the uncertainty of the shape of the boundary surface, the uncertainty of the shape of the heavy load field, the uncertainty of the shape of the force concentration part, the uncertainty of the shape (wavelength and amplitude), and the uncertainty of the amplitude in the center field of the membrane surface are related to each other. On the other hand, the cause of uncertainty in production is a new problem in measuring reproducibility and improving production accuracy. On the one hand, the uncertainty of the probability theory is based on the uncertainty of the probability process. The uncertainty of the probability process is discussed in detail. In particular, the influence of out-of-plane initial unconformity on the initial force of the probability process is constructed. The accuracy process of the structure of the cosmic membrane is discussed in this paper.

项目成果

最近の信頼性に基づく最適設計の発展(2)

基于可靠性的优化设计最新进展（2）

• 发表时间: 2009
• 期刊: 機械の研究 61
• 作者: 平野佑享;山田崇恭;小木曽望;西脇眞二;小木曽望
• 通讯作者: 小木曽望

リンクルの低減を目的とした矩形膜の周辺境界設計

矩形膜周边边界设计，减少皱纹

• 发表时间: 2008
• 期刊: 膜構造研究論文集 22
• 作者: 秋田剛;小木曽望
• 通讯作者: 小木曽望

Reliability-based topology optimization incorporating level set boundary expressions by phase field method concepts

基于可靠性的拓扑优化，结合相场方法概念的水平集边界表达式

• 发表时间: 2009
• 作者: Y.Hirano;T.Yamada;N.Kogiso;S.Nishiwaki
• 通讯作者: S.Nishiwaki

しわが張力膜の振動特性に与える影響についての検討

褶皱对张拉膜振动特性影响的研究

• 发表时间: 2008
• 作者: 石田良平;作村享佑;安達 貴浩;秋田剛
• 通讯作者: 秋田剛

荷重方向の変動が膜面のリンクル分布におよぼす影響について

关于载荷方向变化对膜表面皱纹分布的影响

• 发表时间: 2007
• 作者: 渡邉 隆司;小木曽 望;秋田 剛
• 通讯作者: 秋田 剛