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固体力学
教授 下田昌利

掲載年度

2019

個別研究テーマ
(日本語)

シェル構造体の形状・トポロジー最適化理論とその構造設計への応用(Solution to Shape and Topology Optimum Design of Shell Structures and their application to Structural Design)

個別研究テーマ
(英語)

研究者 下田昌利
研究概要

シェル構造はペットボトルや携帯電話から自動車,航空機,建築構造物等に幅広く用いられている構造体である.軽量化や高機能化,省資源の観点から限られた材料で要求される構造特性を満たすシェル形状を効率的に設計することが要求されている.特に,形状制約が少ない場合には自由曲面形状が求められる.これを計算機を用いて自動的に求める形状最適化理論を構築し,剛性や強度,座屈,振動,音響等の設計問題へ応用する研究を進めている.また,本研究を衝撃荷重を受ける構造設計問題へ応用し,エネルギー吸収デバイスとしての研究も進めている.

<発表>
・Y. Liu and M. Shimoda, Two-step Shape Optimization Methodology for Designing Free-form Shells, Inverse Problems in Science and Engineering, Published online: 29 Apr 2013, DOI:10.1080/17415977.2013.793322.
・下出健介,下田昌利,放射騒音低減を目的としたシェル構造のノンパラメトリック形状最適化,日本機械学会論文集, Vol. 48, No. 810 (2014), DOI: 10.1299/transjsme.2014dsm000X.
・下田昌利,下出健介,閉空間の音圧低減を目的としたシェル構造のノンパラメトリック形状最適化,日本機械学会論文集, Vol. 80, No. 813 (2014), DOI: 10.1299/transjsme.2014dsm0137.
・M. Shimoda and Y. Liu, A Non-parametric Free-form Optimization Method for Shell Structures, Structural and Multidisciplinary Optimization, Vol. 50 (2014), pp. 409-423.
・下田昌利,岡田智貴,弾性座屈荷重の最大化を目的とするシェル構造のフリーフォルム形状最適化,日本機械学会論文集,Vol. 80, No. 818 (2014), DOI: 10.1299/transjsme.2014dsm000X.
・Y. Liu and M. Shimoda, Parameter-free Optimum Design Method of Stiffeners on Thin-walled Structures, Structural and Multidisciplinary Optimization, Vol. 49 (2014), pp. 39–47.
・Y. Liu and M. Shimoda, Non-parametric Shape Optimization Method for Natural Vibration Design of Stiffened Shells, Computers and Structures, Vol. 146 (2015), pp. 20–31.
・Y, Liu, M. Shimoda, Parameter-free Method for the Shape Optimization of Stiffeners on Thin-walled Structures to Minimize Stress Concentration, Journal of Mechanical Science and Technology, Vol. 29, No.4 (2015), pp. 1383~1390.
・K. Shintaro and M. Shimoda, Shape Optimization Method of Shell Structures Concerned with Material and Geometrical Nonlinearity, Proceedings of the 11th World Congress on Structural and Multidisciplinary Optimisation (WCSMO-11), (2015-6, Sydney).
・T. Nagano and M. Shimoda, Robust shape optimization method for shell structures with unknown loadings, Proceedings of the 11th World Congress on Structural and Multidisciplinary Optimisation (WCSMO-11), (2015-6, Sydney).
・K. Ikeya and M. shimoda, Multi-objective Free-form Optimization for the Shape and the Thickness of Shell Structures with Composite Materials, Proceedings of the 11th World Congress on Structural and Multidisciplinary Optimisation (WCSMO-11), (2015-6, Sydney).
・M. Shimoda, Optimal Free-form Design of Shell Structures Involving a Natural Frequency Problem, in EVOLUTIONARY AND DETERMINISTIC METHODS FOR DESIGN, OPTIMIZATION AND CONTROL(CD-ROM), C. Poloni, et al. (Eds.), CIRA, (2011-9, Capua), pp.17-28

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