2017 Fiscal Year Annual Research Report
Design method of curved structure with initial stress using pseudo-developable surfaces
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16K14338
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
大崎 純 京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (40176855)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
張 景耀 名古屋市立大学, 大学院芸術工学研究科, 准教授 (50546736)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 可展面 / 膜構造 / グリッドシェル |
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| Outline of Annual Research Achievements |
１．可展面を接続した自由曲面シェルの形状最適化： ベジエ曲面を導線とする可展面を，可展条件を制約した最適化問題を解くことによって生成した。また，複数の可展面を接続し，さまざまな力学特性を考慮して最適化を実行することが可能であることを示した。以上の成果により，施工性を維持しつつ，力学特性に優れた自由曲面シェルの設計が可能となった。
２．疑似可展面のひずみと曲率の関係： 平面を変形させて生成される曲面について，曲面の主曲率とひずみの関係を導出した。また，ひずみの範囲を与えたときの主曲率の範囲を求める最適化問題を定式化し，簡単な2次曲面について検討した。
３．グリッドシェルの形状設計： 柔軟な梁部材を格子状に接合し，曲げ変形を与えることによって生成されるグリッドシェルの設計法を開発した。昨年度用いた「離散的エラスティカモデル」を発展させ，2方向に曲げを受ける空間内の離散的エラスティカモデルの形状を求めるための最適化問題を定式化した。また，簡単なグリッドシェルモデルの自己釣合い形状を求めて，本手法の有効性を確認した。
４．可展面を基準とする膜構造の設計法： 上記1の方法で生成された可展面を平面に展開し，目標応力に適合するひずみを用いて縮小した平面を裁断図とする方法を提案した。また，平面裁断図を境界に接合して形成される膜曲面の実際の応力が，目標値に近くなるように，裁断図形状を設計するための近似的手法を開発した。
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