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J-GLOBAL ID：201702256767039959   整理番号：17A0637545

刺繍機を用いたCFRP構造の固有振動数制御設計

EIGEN-FREQUENCY CONTROL DESIGN OF CFRP STRUCTURES USING AN EMBROIDERY MACHINE

著者 (3件)： IKEDA Tadashige (Nagoya Univ., Nagoya, JPN) ,  OKA Kosuke (Nagoya Univ., Nagoya, JPN) ,  NISHIDA Tatsuya (Nagoya Univ., Nagoya, JPN)
資料名： 宇宙航空研究開発機構特別資料 JAXA-SP-(Web)  (JAXA Special Publication (Web))
号： 16-008E  ページ： 111-120 (WEB ONLY)  発行年： 2017年03月15日 
JST資料番号： U0875A  ISSN： 2433-2232  資料種別： 会議録 (C)
記事区分： 原著論文  発行国： 日本 (JPN)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 航空機翼のフラッタ速度を上げるには,その基本的ねじれモードと曲げモード間の周波数余裕度の増加が効果的である。最近,繊維強化プラスチック(FRP)積層材が,航空機の主要構造物として広く使用されるようになり,その積層順序,プライ方向等によって機械的性質および固有周波数を制御できる。さらに,繊維の湾曲した経路が許容されるならば,構造は,より軽く設計することができ,したがって航空機はより高い性能を示すことができる。本目的のため,刺繍機を用いたTFP(テイラードファイバ配置)法を提案した。本論文では,刺繍機によるTFPの実現可能性について,フラッタの問題へのTFP法の応用の予備検討として,片持ち梁矩形積層板の固有周波数制御について検討した。先ず,TFP層および基板層の材料定数を推定する方法を古典的な積層体理論に従って提案した。次に,得られた材料定数を用いて,厚さ150mm×100mm×2mmの片持ち梁直方体ラミネート板の場合について最適なファイバ束経路を計算し,曲げモードの基本周波数を80Hz以上に保ちながら,基本ねじりモードと曲げモード間の周波数マージンを最大化した。実験的検証も行った。予測は実験とよく一致し,その差は製造誤差と仮定により約10%となった。次に,さらに軽量構造を設計するため,硬化ファイバ束を局所的に配置する方法を提案した。現地TFPの最適化結果は,それと同等の性能を示し,全体のTFPと比較し,強化繊維束の重量の半分より軽くなった。これらの結果から空力弾性問題へのTFPの適用の可能性が示された。(翻訳著者抄録)

シソーラス用語： 刺繍 ,  材料別板 ,  固有振動数 ,  定数 ,  フラッタ ,  積層板 ,  *ファイバ束 ,  順序 ,  ねじり ,  曲げ ,  翼 ,  空力弾性
準シソーラス用語： *CFRP板 ,  材料定数 ,  積層順序 ,  *航空機翼

分類 (1件)： 航空機の空気力学  (QK02010T)

引用文献 (15件)：

• Munk, M.: Propeller containing diagonally disposed fibrous material, U.S. Patent 2,484,308,1111, 1949.
• Shirk, M., Hertz, T., and Weisshaar, T.: Aeroelastic tailoring - theory, practice, promise, J. Aircraft, Vol. 23, No. 1, pp. 6-18, 1986.
• Jutte, C. V. and Stanford, B. K.: Aeroelastic tailoring of transport aircraft wings: State-of-the-art and potential, NASA/TM-2014-218252, pp. 1-29, 2014.
• Tatting, B. F. and Gürdal, Z.: Design and manufacture of elastically tailored tow placed plates, NASA/CR, 211919, 2002.
• Gürdal, Z. and Tatting, B. F.: Tow-placement technology and fabrication issues for laminated composite structures, Proc. 46th AIAA/ASME/ASCE/AHS/ASC SDM Conf., Austin, U.S.A., AIAA 2005-2017, pp. 1-18, 2005.

タイトルに関連する用語 (4件)： 刺繍機 ,  CFRP ,  固有振動数 ,  制御設計