バージニア工科大学の研究者は、複雑なカットアウトを備えたスキンストリンガー複合材料のより効率的なモデリングのためにIGAを開発しています

ユニット化された構造は、より軽量で環境に優しい航空機を構築するために使用されています。このような高度な多層複合材料は、高い強度対重量比を提供するため、とりわけ航空宇宙および造船業界でますます使用されています。

しかし、極超音速宇宙船で使用される場合、そのような構造は、車両表面と大気との間の摩擦による空力加熱に起因して、短時間で大幅な温度上昇を経験します。このような現象は、再突入および打ち上げプロセス中にさらに顕著になります。このため、このような構造の設計と解析では、熱効果を考慮することが重要です。

積層複合材料に課せられる要件の増加により、多くのエンジニアリングアプリケーションでは、任意の形状の切り欠きを持つプレートの使用が避けられません。しかし、そのような切り欠きが存在するため、荷重に対する構造物の応答に大きな影響を与える可能性があります。切り欠きのある積層複合材料の研究は複雑な問題であるため、数値的手法が広く使用されています。現在、バージニア工科大学と州立大学（バージニア工科大学、バージニア州ブラックスバーグ、米国）の研究者は、最近進化した等幾何学的分析（IGA）を組み合わせて、さまざまな形状とサイズの切り欠きを持つ曲線状に補強された複合パネルをモデル化しました。

バージニア工科大学のユニット化構造グループの元博士課程の学生であるバラクリシュナンデバラジャン博士は、次のように述べています。また、補強材と複合プレートが接続されている領域の近くで、より柔軟に改良することができます。」

Devarajan博士と彼の共同研究者であるRakeshKapania博士によって完成された開発では、補間関数マトリックスを使用して、補強材の制御点とプレートの間の変位連続性を実現する新しい方法が導入されています。曲線補強材は、3つの制御点のみで正確に生成されました（図1）。研究者は、複数のパッチを使用して複雑なカットアウトジオメトリを作成し、複数のパッチ間で高次の連続性を維持するインターフェイス条件を適用する方法を策定しました。開発された方法では、補強材の節点をプレートの節点と一致させる必要がありません。

分析と標準的な有限要素法との比較により、IGAを使用した場合の収束率、精度、効率が高くなります。この作業は、GitHubでオープンソースコードとしてまもなく利用可能になります。この調査は、複合構造に掲載されています。記事：「等幾何学的解析を使用した、切り欠きのある曲線状に補強された積層複合板の熱座屈」。

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