折紙工学に基づく超軽量高強度コア構造の開発に関する研究

2004 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 16560689
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 野島 武敏 京都大学, 工学研究科, 助手 (40026258)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 杉山 文子 京都大学, 工学研究科, 教務職員 (80162907)
• Keywords: 超軽量 / 高剛性 / 折紙 / アルミ合金薄板 / ケブラー / ハニカム / スポンジコア

Research Abstract

我国の伝統文化の一つである折紙技術を幾何学的観点から、数理化洗練して、新しい形の高剛性高強度で超軽量のコア構造材を開発、製作することを目的とする一連の研究を行った。この研究では一枚の紙(あるいは板)にスリットや切り込みを周期的に導入し、これを折り曲げることによって3次元化することにより、ハニカムコアやスポンジコアを開発、製作した。なされた具体的な研究項目を以下に記す。
(1)任意形状断面(曲面)の3次元ハニカムコアモデルの開発とそれらの小型モデルの製作
(2)幾何学のねじれ正6面体およびねじれ切頂4面体に基づくコアモデルの開発とアルミ合金薄板製製品の製作
(3)任意形状断面のハニカムコアおよび等厚スポンジコアモデルの加工冶具の開発
(4)等厚スポンジコアモデルに基づいて、チョップドアラミド繊維含有紙製小型試作品の開発
(5)超軽量高剛性の連続塑性加工性パネルの新規開発
(6)有限要素解析を用いた等厚スポンジコアモデルの加工プロセスの解析
(7)試作したアルミコア製品の強度についての実験的評価
上記の研究成果は下記の学会およびシンポジュウムで公表している。
(1)日本航空宇宙学会、材料部門主催、第7回材料フォーラム(平成16年9月、伊豆長岡市)
講演題目名;超軽量コア構造モデル
(2)目本航空宇宙学会主催、第42回飛行機シンポジュウム(平成16年10月、横浜、パシフィコ横浜)
講演題目名;軽量コア構造の折紙モデル