熱残留変形レス非対称積層を活用した高性能複合材サンドイッチ構造の一括積層造形

本研究では、表面材と心材の組み合わせに依存しない複合材／粘弾性材サンドイッチ構造の高性能化を目的とした設計方法と一括積層造形方法を開発し、将来の自動車や航空宇宙機器などで用いられる複合材構造の製造方法として、その低コスト化および開発リードタイムの短縮、マルチ・マテリアル化に大きく貢献することを目的としており、本研究において提案する、表面材の熱残留変形特性を考慮した複合材／粘弾性材サンドイッチ構造の振動・減衰特性最適化による設計方法の有効性について、数値シミュレーションに基づく検討を行った。初めに、表面材の熱残留変形特性解析を実施した。積層パラメータの概念を導入することにより、非対称積層板の積層構成が熱残留変形特性におよぼす影響について検討するとともに、4個の面内・面外カップリング積層パラメータのうち非対称積層板の熱残留変形特性に対する感度の小さいパラメータが存在することが確認できた。また、表面材の熱残留変形特性と複合材／粘弾性材サンドイッチ構造の振動・減衰特性の関係について確認できた。次に、表面材の熱残留変形特性を考慮した振動・減衰特性最適化に関する検討を実施した。非対称積層板の熱残留変形特性に対する感度の小さい面内・面外カップリング剛性を積極的に利用することにより、表面材の熱残留変形の抑制と複合材／粘弾性材サンドイッチ構造の振動・減衰特性の向上を同時に図ることが可能であることが確認できた。

本研究では、表面材と心材の組み合わせに依存しない複合材／粘弾性材サンドイッチ構造の高性能化を目的とした設計方法と一括積層造形方法を開発し、将来の自動車や航空宇宙機器などで用いられる複合材構造の製造方法として、その低コスト化および開発リードタイムの短縮、マルチ・マテリアル化に大きく貢献することを目的としており、本研究において提案する、表面材の熱残留変形特性を考慮した複合材／粘弾性材サンドイッチ構造の振動・減衰特性最適化による設計方法の有効性について、数値シミュレーションに基づく検討を行った。初めに、表面材の熱残留変形特性解析を実施した。積層パラメータの概念を導入することにより、非対称積層板の積層構成が熱残留変形特性におよぼす影響について検討するとともに、4個の面内・面外カップリング積層パラメータのうち非対称積層板の熱残留変形特性に対する感度の小さいパラメータが存在することが確認できた。また、表面材の熱残留変形特性と複合材／粘弾性材サンドイッチ構造の振動・減衰特性の関係について確認できた。次に、表面材の熱残留変形特性を考慮した振動・減衰特性最適化に関する検討を実施した。非対称積層板の熱残留変形特性に対する感度の小さい面内・面外カップリング剛性を積極的に利用することにより、表面材の熱残留変形の抑制と複合材／粘弾性材サンドイッチ構造の振動・減衰特性の向上を同時に図ることが可能であることが確認できた。