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公開番号2024127050
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-09-20
出願番号2023035894
出願日2023-03-08
発明の名称設計支援方法、設計支援プログラム、及び、設計支援装置
出願人国立大学法人九州大学
代理人個人,個人,個人
主分類G06F 30/23 20200101AFI20240912BHJP(計算;計数)
要約【課題】非対称の積層構成を考慮した補修用FRPの最適な積層構成に係る情報を提示する。
【解決手段】母材の損傷箇所を覆うための、非対称の積層構成を有するFRP積層板の設計を支援する方法であって、前記損傷箇所を覆うように、接着層を介して前記母材に対して前記FRP積層板を固定した状態を表す有限要素解析モデルを生成するための情報を準備する準備ステップと、前記有限要素解析モデルにおいて前記母材に対して引張荷重を加えた際に前記接着層に発生する、要素ごとのひずみエネルギー密度を評価した結果と、遺伝的アルゴリズムとに基づいて、前記FRP積層板における繊維配向角の最適な組み合わせを演算する演算ステップと、を含む、設計支援方法。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
母材の損傷箇所を覆うための、非対称の積層構成を有するＦＲＰ積層板の設計を支援する方法であって、
前記損傷箇所を覆うように、接着層を介して前記母材に対して前記ＦＲＰ積層板を固定した状態を表す有限要素解析モデルを生成するための情報を準備する準備ステップと、
前記有限要素解析モデルにおいて前記母材に対して引張荷重を加えた際に前記接着層に発生する、要素ごとの体積膨張に関するひずみエネルギー密度を評価した結果と、遺伝的アルゴリズムとに基づいて、前記ＦＲＰ積層板における繊維配向角の最適な組み合わせを演算する演算ステップと、を含む、設計支援方法。
続きを表示（約 670 文字）【請求項２】
前記演算ステップは、前記有限要素解析モデルにおいて前記接着層に発生する要素ごとの前記ひずみエネルギー密度の最大値が小さくなるように、遺伝的アルゴリズムに従って、前記繊維配向角の組み合わせを変化させることを含む、請求項１に記載の設計支援方法。
【請求項３】
前記演算ステップは、前記有限要素解析モデル上において、要素ごとに、前記接着層に発生する静水圧応力を算出することを含む、請求項１又は２に記載の設計支援方法。
【請求項４】
前記演算ステップにおいて、前記繊維配向角の１つの組み合わせにおける角度の最小の変更幅が、３０°以下に設定されている、請求項１又は２に記載の設計支援方法。
【請求項５】
請求項１又は２に記載の設計支援方法を、コンピュータに実行させるための設計支援プログラム。
【請求項６】
母材の損傷箇所を覆うための、非対称の積層構成を有するＦＲＰ積層板の設計を支援する装置であって、
前記損傷箇所を覆うように、接着層を介して前記母材に対して前記ＦＲＰ積層板を固定した状態を表す有限要素解析モデルを生成するための情報を取得する情報取得部と、
前記有限要素解析モデルにおいて前記母材に対して引張荷重を加えた際に前記接着層に発生する、要素ごとの体積膨張に関するひずみエネルギー密度を評価した結果と、遺伝的アルゴリズムとに基づいて、前記ＦＲＰ積層板における繊維配向角の最適な組み合わせを演算する評価演算部と、を備える、設計支援装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、設計支援方法、設計支援プログラム、及び、設計支援装置に関する。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、ＦＲＰ（Fiber Reinforced Plastics：繊維強化プラスチック）の一種であるＣＦＲＰ（Carbon Fiber Reinforced Plastic：炭素繊維強化プラスチック）を用いて航空機部品を形成する技術が開示されている。また、ＣＦＲＰ等の積層板をパッチとして用いて、母材の損傷箇所を補修する方法が検討されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１９－６０４２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本開示は、非対称の積層構成を考慮した補修用ＦＲＰの最適な積層構成に係る情報を提示することが可能な設計支援方法、設計支援プログラム、及び、設計支援装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
［１］母材の損傷箇所を覆うための、非対称の積層構成を有するＦＲＰ積層板の設計を支援する方法であって、前記損傷箇所を覆うように、接着層を介して前記母材に対して前記ＦＲＰ積層板を固定した状態を表す有限要素解析モデルを生成するための情報を準備する準備ステップと、前記有限要素解析モデルにおいて前記母材に対して引張荷重を加えた際に前記接着層に発生する、要素ごとの体積膨張に関するひずみエネルギー密度を評価した結果と、遺伝的アルゴリズムとに基づいて、前記ＦＲＰ積層板における繊維配向角の最適な組み合わせを演算する演算ステップと、を含む、設計支援方法。
【０００６】
［２］前記演算ステップは、前記有限要素解析モデルにおいて前記接着層に発生する要素ごとの前記ひずみエネルギー密度の最大値が小さくなるように、遺伝的アルゴリズムに従って、前記繊維配向角の組み合わせを変化させることを含む、上記［１］に記載の設計支援方法。
【０００７】
［３］前記演算ステップは、前記有限要素解析モデル上において、要素ごとに、前記接着層に発生する静水圧応力を算出することを含む、上記［１］又は［２］に記載の設計支援方法。
【０００８】
［４］前記演算ステップにおいて、前記繊維配向角の１つの組み合わせにおける角度の最小の変更幅が、３０°以下に設定されている、上記［１］～［３］のいずれか１つに記載の設計支援方法。
【０００９】
［５］上記［１］～［４］のいずれか１つに記載の設計支援方法を、コンピュータに実行させるための設計支援プログラム。
【００１０】
［６］母材の損傷箇所を覆うための、非対称の積層構成を有するＦＲＰ積層板の設計を支援する装置であって、前記損傷箇所を覆うように、接着層を介して前記母材に対して前記ＦＲＰ積層板を固定した状態を表す有限要素解析モデルを生成するための情報を取得する情報取得部と、前記有限要素解析モデルにおいて前記母材に対して引張荷重を加えた際に前記接着層に発生する、要素ごとの体積膨張に関するひずみエネルギー密度を評価した結果と、遺伝的アルゴリズムとに基づいて、前記ＦＲＰ積層板における繊維配向角の最適な組み合わせを演算する評価演算部と、を備える、設計支援装置。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

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