不均質材料特性をもつ軽構造部材の熱的不安定・非線形挙動解析と材料組成多目的最適化

非均匀材料性能轻型结构件的热不稳定性和非线性行为分析及材料成分多目标优化

• 批准号: 08750118
• 负责人: 河村 隆介
• 金额: $ 0.58万
• 依托单位: Osaka Prefecture University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1996
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1996 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08750118/
• 关键词: 熱弾性; 熱応力; 熱座屈・座屈後挙動; 熱曲げ; 不均質材料; 材料組成設計; 多目的最適化

本研究で取り上げられた研究課題の概要と実績は下記の通りである.(1)熱的負荷を受ける不均質材料特性をもつ薄肉軽部材の熱座屈・座屈後挙動および熱曲げの解明.解析モデルとして,厚さ方向に不均質な材料特性をもつビーム,長方形板および円板を取りあげた.理論解析結果に基づく数値シミュレーションにより,材料の不均質特性,加熱媒体温度および表現での熱伝達条件の非定常状態での熱座屈・座屈後挙動あるいは熱曲げ応答に及ぼす影響を検討した.また,非線形曲げ解析による数値結果を微小変形理論に基づく結果と比較し,熱曲げ応答に及ぼす非線形性の影響を検討した.さらに,不均質円板の定常状態での面外変形を最小化する不均質材料組成ならびに熱伝達条件決定の問題を取り扱った.以上について,一回の口頭発表を行い,現在,学術論文として投稿準備中である.(2)熱的負荷を受ける不均質材料の熱応力緩和や熱的不安定・非線形挙動に対する剛性の保持などを目的とした多目的最適材料組成分布の決定問題.半径方向に不均質材料特性をもつ中空円筒の平面軸対称条件下の熱応力解析結果に基づいて,外側媒体加熱と内側媒体加熱の二通りに場合について全時空間で不均質中空円筒に生じる熱応力の緩和を目的とした材料組成最適化問題について,一回の口頭発表を行った.また,一様表面加熱を受ける不均質円板の軸対称熱曲げ解析結果に基づいて,熱的負荷に対する遮熱性の向上と発生熱応力に対する強度の向上という二つの目的を同時に達成するための材料組成分布の決定を多目的最適化問題として取り扱い,遮熱性と強度のトレードオフ関係を明らかにした.本課題について一回の口頭発表を行い,さらに現在,学術論文として投稿中である.さらに今後,熱的不安定・非線形挙動に対する剛性保持あるいは部材重量の軽量化という評価基準を考慮した不均質材料の材料組成の多目的最適化問題にも取り組む予定である.

On this research take り で げ ら れ た research topic の profile と be performance under は remember の tong り で あ る. (1) the thermal load を by け る heterogeneous material properties を も つ thin meat 軽 department material の 挙 move after thermal bridge bends, flexor お よ び hot song げ の interpret. Parsing モ デ ル と し て, thick さ direction に heterogeneity な material properties を も つ ビ ー ム, rectangular plate お よ び has drifted back towards ¥ board を take り あ げ た. Theoretical analytical results に づ く the numerical シ ミ ュ レ ー シ ョ ン に よ り, material の heterogeneity characteristics of heating media temperature お よ び performance で の の unsteady state heat 伝 da conditions で の 挙 move after thermal bridge bends, flexor あ る い は hot song げ 応 a に and ぼ す influence を beg し 検 た. ま た, nonlinear curved げ parsing に よ る を tiny - form the numerical results theoretical base に づ と く results Compare し, hot curved げ 応 a に and ぼ す nonlinear impact の を beg し 検 た. さ ら に, heterogeneity has drifted back towards ¥ plate の steady state で の surface outside - を minimize す る heterogeneous material composition な ら び に heat 伝 da conditions decide の を take り Cha っ た. Above に つ い て, once の oral 発 table を い, now, academic paper と し contribute て in preparation で あ る. (2) thermal load を by け る heterogeneity の heat 応 force easing や, thermal instability of nonlinear dynamic に 挙 す seaborne る rigid の keep な ど を purpose と し た multiobjective optimal material composition distribution の decision problem. Radius direction に heterogeneous material properties を も つ hollow has drifted back towards ¥ tube の plane axis said seaborne の hot 応 force under the condition of analytic results に づ い て, lateral media heating media と inside heating の two-way り に occasions に つ い で て full-time space heterogeneity has drifted back towards ¥ hollow cylinder に raw じ る hot 応 force の palliative purpose を と し た material composition optimization problem に つ い て, once の oral 発 table line を っ た. ま た, the others in the surface heating を け る heterogeneity has drifted back towards ¥ plate の said seaborne thermal curved axial げ analytical results に づ い て, heat load に す seaborne る covering hot の upward と 発 heat-producing 応 force に す seaborne る strength の upward と い う two つ の purpose を に at the same time to achieve す る た め の material composition distribution の decided を multiple objective optimization problems と し て in り Cha い, covering hot と strength の ト レ ー ド The フ is related to を Ming ら に に た. This topic に つ い の oral 発 て time table を い, さ ら に now, academic paper と し contribute て in で あ る. さ ら に henceforth, hot instability, nonlinear dynamic に 挙 す seaborne る rigid keep あ る い は department of material weight の 軽 quantitative と い う evaluation benchmark 価 を consider し た heterogeneity of material の の multiple objective optimization problems に も む り group to fixed で あ る.

项目成果

河村 隆介,谷川 義信: "不均質円板の熱応力緩和に関する材料組成最適化問題" 日本機械学会平成8年度材料力学部門講演会講演論文集. A. 387-388 (1996)

Ryusuke Kawamura、Yoshinobu Tanikawa：“异质盘热应力松弛的材料成分优化问题”日本机械工程师学会材料力学分会 1996 年会议记录 A. 387-388 (1996)。

Y. Tanigawa, N. Oka, T. Akai, R. Kawamura: "One-Dimensional Transient Thermal Stress Problem for Nonhomogeneous Hollow Circular Cylinder and Its Optimization of Material Composition for Thermal Stress Relaxation" Japan Society of Mechanical Engineering In

Y. Tanikawa、N. Oka、T. Akai、R. Kawamura：“非均匀空心圆柱体的一维瞬态热应力问题及其热应力松弛材料成分的优化”日本机械工程学会

石丸 治,谷川 義信,河村 隆介,岡 直毅: "不均質中空円筒の熱応力緩和のための材料組成最適化問題(内側媒体加熱および外側媒体加熱による検討)" 日本機械学会平成8年度材料力学部門講演会講演論文集. A. 399-400 (1996)

Osamu Ishimaru、Yoshinobu Tanikawa、Ryusuke Kawamura、Naoki Oka：“异质空心圆柱体热应力松弛的材料成分优化问题（使用内部介质加热和外部介质加热的研究）”日本机械工程学会 1996 年材料力学分部讲座集论文。A.399-400（1996）

R. Kawamura, T. Tanigawa, Y. Ootao: "Thermal Buckling and Thermal Bending Analyses for Thin-Walled Structural Elements with Nonhomogeneous Material Properties" Abstracts of IUTAM 19th International Congress of Theoretical and Applied Mechanics. 326-326 (1

R. Kawamura、T. Tanikawa、Y. Ootao：“具有非均质材料特性的薄壁结构元件的热屈曲和热弯曲分析”IUTAM 第 19 届国际理论与应用力学大会摘要。