2016 Fiscal Year Research-status Report
曲面形状膜面のらせん折りによる新たな折り畳み技法と展開特性の把握
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16K14507
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| Research Institution | Waseda University |
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Principal Investigator |
宮下 朋之 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (20329080)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
勝又 暢久 室蘭工業大学, 工学研究科, 助教 (60534948)
鳥阪 綾子 首都大学東京, システムデザイン研究科, 助教 (70449338)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 膜面 / 折り畳み / 収納 / 宇宙構造物 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
曲面らせん折りによる折り畳み方向の検討を実施した．従来と比較し膜面凸部外側への折り畳みを検討し，また， 膜面上の敷設素子（太陽電池など）の厚みを膜面に加算した折り畳みを可能であり算出して試作した．試作した膜面は小型人工衛星の収納部へ搭載を試み，伸展部の開放により収納部より射出され展開が可能であることがわかった．収納形状である円筒の直径および高さをパラメータとし，アクチュエータとして配置する超弾性ワイヤの直径もパラメータとして力学的特性の測定装置の改良を改良し実験的に検討し必要な指標を確定した．
機能性膜面の設計・製作として，焦点距離1.0ｍ程度となり，膜面直径８０ｃｍ程度のパラボラアンテナを想定した機能を有する膜面を設計し製作した．膜面を金属片などの剛体板を上図の三角形有限要素形状に細分化して製作した．製作にはレーザーカッター装置を導入し，ワイヤ敷設を可能とする微細孔を設置し活用した．これらをヒンジにより接続し折り畳みを可能とした．剛体片は変形することができないため，折りたたみのための折り目の算出には単なる板厚を考慮するのみではなく収納半径と剛体の寸法に応じた補正を提案し検証した．ワイヤを敷設する個所は試行錯誤により検討したが，シミュレーションを活用した決定法の提案を試みた．
多粒子法によるシミュレーションを構築し実験による整合性の確認を試みた．折り目の特性や接触判定を導入し，より精確に整合する状態を確認した．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
２８年度の終了を計画した「曲面らせん折りによる折り畳み」，「力学的特性の測定装置の改良」については，所定の検討を実施し結論を得ている．また，２８年度から２９年度にわたり実施を計画した「展開実験とシミュレーション」や「機能性膜面の設計・製作」についても第１段階の試みは終了しており，完成に向けた活動を実施しておりおおむね順調に進展していると考える．
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| Strategy for Future Research Activity |
２９年度は，「展開実験とシミュレーション」や「機能性膜面の設計・製作」を実施予定であり，特に動的な挙動を計測し，机上検討を可能とする．計測装置の借用を円滑に実施することが必要となる．
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| Causes of Carryover |
必要となる消耗品の購入額に達せず，また，緊急性もないため次年度の購入とした
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
実験の実施において必要となるテグス・ワイヤの購入原資とする
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