図8 得られたトポロジー最適形状 図5 チャネル部材の4点曲げシミュレーションモデルと 図7 4点曲げ試験の結果の数値解析と実験の比較 ]N00 図6 4点曲げシミュレーションによる最大主応力分布 図5右に前章と同様にして作製したチャネル型供試体の写真を示す．シミュレーションモデルと同様の条件で４点曲げ実験を行い，比較結果を図7に示す．両者はよく一致しており，シミュレーヨン条件や予備実験で得られた材[ daoLを1.03GPa, ポアソン比(ν12)を0.236とした．シミュレーションによる最大主応力分布を図6に示す．上部で圧縮される部分から下部で支えられる部分にかけて，高い応力値が分布していることがわかる． 料定数の妥当性が確認でき，本モデルをトポロジー最適化に適用可能であることを確認できた． 作成した供試体 50Bending test resultsNumerical analysis results403020100.13・2 トポロジー最適化 最適化領域は丸棒を除いた全体とし，最適化目的を剛性最大化と同義であるコンプライアンス最小化とした．また，トポロジー最適化後の体積は，元のモデル形状の20 %を保つことを条件とした．トポロジー最適化の結果から得られた形状を図8に示す．図6で示された主応力の値が低い要素が取り除かれ，応力値の高い部分に部材が残る結果となった． 3・3 最適化結果の検証 得られた形状をチャンネル型CFRTPの外側に積層したモデル(図9左上)を作成し，最適化形状の効果を検証する．図9に強化部が最適化結果と同体積となるように作成した3つのモデルを示す．(a)は，背面に5本の長方形を等間隔に配置することで背面の強化を行った．長方形は縦40 mm，横9.2 mmで，8.5 mmおきに配置させた．(b)は，上部の棒から下部の棒にかけて平行四辺形を八の字に配0.5置し，背面と曲面部の強化を行った．平行四辺形の底辺は13 mmとした．(c)は，横26 mmの長方形で，縦は上下の曲面部までとし，背面と曲面部の強化を行った．それぞれモデルで強化部分の体積は，元の体積の20 %，19.8 %，0.40.20.3Stroke [mm]Optimum (b) (a) (c) 図9 最適形状と同体積の比較対象 − 358 −
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