特定方向に大きく曲げねじり変形する翼構造の提案とその性能評価

提出一种在特定方向上显着弯曲和扭转的机翼结构并评估其性能

基本信息

  • 批准号:
    21H01535
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 10.48万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
  • 财政年份:
    2021
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2021-04-01 至 2024-03-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

コルゲート構造等を適用した柔軟フラップに関しては、剛性設計を行うと共に、空力荷重作用時の変形や動特性の解析手法を開発することで、モーフィング翼実現のための設計基盤の構築を行った。ラティス構造のモーフィング翼主構造への適用に関しては、Cube型ラティスがウイングツイスト型モーフィング翼に適していることを明らかにし、また、Cube型ラティスを用いた小型無人機用の翼構造を製作し、地上試験によりウイングツイストを実現できることを確認した。さらに、刺しゅう機により補強繊維を部分配置することにより、ねじり形態の双安定板構造が出現することを有限要素解析により見つけ、実際に製作し確認した。リブを取り付け、立体翼構造状態での変形も確認した。また、双安定長方形板の2形態で固有振動数が大きく異なるモードを有限要素解析により見つけた。変形駆動に利用できるか検討中である。新しいモーフィング構造設計手法の開発において、レベルセット法に基づくトポロジー最適設計をモーフィング翼に適用する研究では、トポロジー最適設計で現れる空洞領域を小さな弾性を持つ領域ではなく、真の空洞領域として扱う手法を取り入れ、さらに、非線形変形の影響を考慮に入れる手法を開発し、非線形変形の効果を取り入れた設計法を開発した。また、前年度に「インフィル構造創成法」をコンプライアントグリッパーの形態設計に適用したが、そこで得られた形態はインフィル構造の性質を持たず、マクロな部材配置を有することが分かった。その一方、多様な形態が得られるため、「グレイスケール構造修正アルゴリズム」と呼び、その多様な形態を持つコンプライアントグリッパーを3次元プリンターで造形し、その力学特性を実験によって調べ、グリッパー部の変位と把持力にトレードオフ関係があることを定量的に明らかにした。この性質をさらに明確にするため、同手法の多目的最適化への展開を試みている。
关于使用波纹结构等的柔性襟翼,我们建立了一个设计基础,以通过设计刚性和开发方法来分析空气动力载荷期间的变形和动态特性来实现变形翅膀。关于将晶格结构应用于变形机翼 - 车手结构,据揭示了立方体型晶格适合翼扭转翅膀,并且可以通过接地测试实现机翼扭转。此外,通过使用绣花机部分排列加固纤维,出现了扭转板板结构,并实际上被制造和确认。肋骨附着,并在三维机翼结构的状态中确认变形。此外,通过有限元分析发现了两种形式的两种矩形板的固有频率的模式。我们目前正在考虑是否可以用于变形驱动器。在开发一种新的变形结构设计方法中,研究基于水平集方法的拓扑最佳设计的研究采用了一种方法,该方法采用了一种方法,在这种方法中,在拓扑最佳设计中出现的空腔区域被视为一个真正的空腔区域,而不是具有较小弹性的区域,并且还开发了一种方法,可以考虑到非线性变形和设计效果的效果,并构成了效果的效果。此外,“填充结构创建方法”在上一年中应用于兼容的抓手的形态设计,发现获得的形态没有填充结构特性,并且具有宏观兼容的零件布置。另一方面,由于可以获得各种形式,因此称为“灰度结构修饰算法”,使用三维打印机对具有各种形式的符合性的握把进行建模,并且通过实验进行了定量检查其机械性能,以定量地表明,越过侧面的零件和抓地力的折磨关系之间存在权衡的关系。为了进一步阐明此属性,我们试图将此方法开发为多目标优化。

项目成果

期刊论文数量(33)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
柔軟な翼を持つ鳥の剥製の風洞実験
柔性翅膀毛绒鸟的风洞实验
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    岸本直子;玉山雅人;和田大地;池田忠繁;棚橋美治;岩見恭子;富田直樹
  • 通讯作者:
    富田直樹
多目的最適設計法を利用したモーフィングフラップのレジリエント運用の検討
多目标优化设计方法研究可变形皮瓣的弹性运行
  • DOI:
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    小木曽望;小西健斗
  • 通讯作者:
    小西健斗
レベルセット法に基づく有限変形を考慮したコンプライアント機構のトポロジー最適設計
基于水平集法考虑有限变形的柔顺机构拓扑优化设计
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    上林恵太;小木曽望;山田崇恭;渡邊育夢
  • 通讯作者:
    渡邊育夢
ウミネコの 3D プリンタ模型の製作とその空力特性解析
黑尾黑尾猫3D打印模型的制作及其气动特性分析
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    高橋佑太;池田忠繁;棚橋美治;岸本直子;富永順;玉山雅人;和田大地;岩見恭子;富田直樹
  • 通讯作者:
    富田直樹
Study on cross-sectional shape of outer cylinder for twist type morphing blade using double cylinder structure
双筒结构扭转型变形叶片外筒截面形状研究
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池田 忠繁其他文献

可変抵抗を用いた圧電アクチュエータの個別駆動・制御の有効性評価
使用可变电阻评估压电执行器单独驱动和控制的有效性
  • DOI:
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    住田 杏;田中 宏明;池田 忠繁
  • 通讯作者:
    池田 忠繁
配向角誤差によるCFRP製リフレクタの面外熱変形の評価
方位角误差引起的CFRP反射器面外热变形评估
  • DOI:
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    田中 駿;荒井 政大;後藤 圭太;池田 忠繁
  • 通讯作者:
    池田 忠繁
Application of UPR Response and Cell Cycle Checkpoint Engineering for CHO Cell Line Construction
UPR 响应和细胞周期检查点工程在 CHO 细胞系构建中的应用
  • DOI:
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    住田 杏;田中 宏明;池田 忠繁;Takeshi Omasa
  • 通讯作者:
    Takeshi Omasa
Nanoneedle technology for single cell biosensing and cell sorting
用于单细胞生物传感和细胞分选的纳米针技术
  • DOI:
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    住田 杏;田中 宏明;池田 忠繁;中村 史
  • 通讯作者:
    中村 史
部分的に剥離した圧電アクチュエータを持つ梁の変形解析
具有部分分层压电致动器的梁的变形分析
  • DOI:
  • 发表时间:
    2007
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    池田 忠繁;サミッカンヌ ラジャ
  • 通讯作者:
    サミッカンヌ ラジャ

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  • DOI:
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  • 期刊:
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  • 通讯作者:
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振動と空力弾性性能改善のためにハイブリッド駆動される多機能構造に関する研究
混合驱动多功能结构改善振动和气动弹性性能的研究
  • 批准号:
    06F06411
  • 财政年份:
    2006
  • 资助金额:
    $ 10.48万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
声門流れにおける剥離・再付着に関する研究
声门流动中脱离与再附着的研究
  • 批准号:
    08750199
  • 财政年份:
    1996
  • 资助金额:
    $ 10.48万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)

相似海外基金

時空間メタマテリアル複合材料のインバース・デザインに関する計算科学的研究
时空超材料复合材料逆向设计的计算科学研究
  • 批准号:
    24K14976
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 10.48万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
相分離構造を有する炭素繊維強化複合材料の力学特性機構解明
相分离结构碳纤维增强复合材料力学性能的阐明
  • 批准号:
    23K25987
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 10.48万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
免疫系細胞の機能変化を指標とした複合金属材料の金属アレルギー発症リスク評価
以免疫系统细胞功能变化为指标评价复合金属材料的金属过敏风险
  • 批准号:
    24K08089
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 10.48万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
大きな双極子モーメントを持つ分解性高分子と多糖類による複合材料
可降解聚合物与大偶极矩多糖复合材料
  • 批准号:
    24K01555
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 10.48万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
複合材料上の機能を担う金属酸化物の表面積を導出するプローブ有機分子の開発
开发探针有机分子以推导在复合材料中发挥作用的金属氧化物的表面积
  • 批准号:
    24K08163
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 10.48万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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