離散モデルを用いた大変形する柔軟部材の特性分布最適化

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概要

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大変形をともなう宇宙用収納・展開構造である細長部材を対象に、収納時の変形や形状を最適化するための構造パラメータの決定法に関して数値シミュレーションによる検討を行った。変形の解析では、細長部材の曲げ変形に注目して剛体梁と弾性回転ばねから成るマルティボディモデルを用いて定式し、非線形の釣合い方程式をNewton-Raphson法を用いて解いた。最適化対象として肉厚一定の中空円筒状細長部材を設定した。長手方向に分布した部材径を設計パラメータとして、収納時の大変形における変位あるいは変形形状から成る目的関数を定義し、部材体積一定や最小断面などの制約条件のもとに最適化問題を構成し、数値解を求めた。最適解の探索には、最もプリミティブな最急降下法をインタラクティブに用いた。試計算の結果、提案した解析法・探索法が有効であることを明らかにした。

著者

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