第２部門①

[2B01-06-05] An Extended SIMP Method for Topology Optimization of Brittle-ductile Composite Structures

*Mutsuki Fujiwara¹, Hiroya Hoshiba¹, Koji Nishiguchi¹, Junji Kato¹ (1. Nagoya University)

Keywords:Topology Optimization, SIMP Method, Brittle-ductile Composite Structures

脆性-延性複合構造はFRPやRCなどで挙げられるように，工学的に多く用いられている構造である．この構造は高強度な脆性材料と高靭性な延性材料が互いの弱点を補い合っているため，高強度かつ高靭性な構造物を設計することができる．しかし，この構造のトポロジー最適化に関する研究はあまり進んでいない．これは2材料が非線形材料であることに起因する．非線形問題は最適化問題に非凸性や不連続性が生じやすく，計算の収束には内挿する材料パラメータを上手くチューニングする必要がある．しかし，非線形材料では数多くの材料パラメータが設計変数に関連づけられているため，そのチューニングが困難となる．そこで，本研究ではこの問題点を避けるべく，トポロジー最適化におけるSIMP法の概念を拡張し，FEMおよびトポロジー最適化のアルゴリズムに適した材料モデルを定義することで，簡易的な脆性-延性複合構造のトポロジー最適化手法を提案する.