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自動車,飛行機,船舶などの基本構造として利用されているシェル構造は,自由境界や表面曲率の設計により その静的及び動的な力学特性が大きく変化するため,適切な形状設計が極めて重要である.著者らは任意曲率を 有する薄板構造であるシェル構造を対象に,これまで自由境界と自由曲面の形状最適化の解法をそれぞれ提示し てきた.シェルの面内方向を設計変数とした自由境界の形状最適化問題では初期形状の曲率分布を保つことを仮 定し,剛性問題,固有振動問題などに対してシェルのノンパラメトリック形状最適化手法と検証結果を示してき た (下田, 2011a)( 劉,下田, 2013a, 2013b) .シェルの面外方向を設計変数とした自由曲面の形状最適化では,剛性問 題や振動問題に対してシェルのフリーフォルム形状最適化手法を示してきた (Shimoda, 2011b, 2011c)( 下田, 2013). 一方,構造設計において,剛性や強度などの力学特性の最大化またはそれらの制約のもとでの重量最小化に加え て,構造物に課された機能を十分に発揮させるために規定した変形モードやある点における所望変位あるいは変 形後の形状を実現する構造設計手法も重要である.これまで,変形モードをコントロールする設計手法の一つとし てホモロジー設計が研究されてきた.この設計は Hoernerにより提唱したホモロガス変形を実現することを目的と している (Howell, 2001).ホモロガス変形とは「あるモードの外力系のもとで変形前,変形中,変形後を通じて構 目標変形モードに対する自由曲面シェルの形状同定手法

Shape identification method for specified deformed mode of free-form shells