インフィル構造の応力制約付きトポロジー最適化

抄録

　近年，特殊な機能や特性をもつ多孔質構造の研究開発が盛んに行われている．中でもインフィル構造は，高い座屈性能やロバスト性を潜在的に有することが実験により確認され，その基礎的な最適設計法の開発も進められている．しかし，既往の研究では応力制約などの実用に向けた取り組みはまだ報告されていない．そこで本研究では剛性最大化問題に対して局所的な体積制約と，p-ノルムの考え方に基づいた応力制約を最適化問題に加えることで，応力集中を回避するインフィル構造のトポロジー最適化問題を取り扱う．それに加えて，インフィル構造の最適化問題を解くにあたって生じる特有の問題を解決するための手法として，可変的な影響半径という新しい手法を提案する．また本研究で提案する手法に関し，いくつかの数値計算例を用いてその妥当性の検証を行う．