2017 Fiscal Year Research-status Report
折紙構造を利用した防振機構の形状最適化と性能評価に関する研究
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17K18166
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| Research Institution | Meiji University |
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Principal Investigator |
石田 祥子 明治大学, 理工学部, 専任講師 (40636502)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 展開構造 / 形状モデリング / 防振・免振 / 振動解析・試験 / 折紙 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
折紙を基に生まれた折りたたみが可能な構造(折紙構造)の注目点はその形状変化だけではない．構造が持つ力学的・機械的特性を解明すると，形状変化以外の新たな機能を創出し工学的な付加価値を生む．本研究では，折紙構造の双安定な伸縮挙動に着目した防振器を設計，問題点を解決し，その防振性能を実験により評価，防振原理を理論的に明らかにすることを目的としている．2017年度は以下の点に取り組んだ．
・防振可能な初期荷重および変位領域の拡張のための設計改善
本防振器は，コイルばねを組み合わせることによってばね定数が0となる変位領域を作り出し，その変位領域において防振を行う．このため，その変位領域を振動域にできる初期荷重が限定されるという制約があった．2017年度は，コイルばねを組み合わせる位置を調整することにより，同一の防振器を用いて，防振可能な初期荷重を拡張できることを理論的に説明し，拡張領域において防振が可能であることを加振実験により実証した．設計変数の異なる防振器と併用すれば，防振可能領域はさらに拡張できる．本成果は，2018年度アメリカ機械学会IDETC2018にて口頭発表の予定である．また，学術論文として発表する予定である．
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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
防振可能な初期荷重および変位領域を拡張するための理論的な考察を行い，それを裏付ける実験結果が得られたため．
なお，実験設備の都合上，取り組むべき研究テーマの順番を入れ替えて対応している．
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| Strategy for Future Research Activity |
コイルばねを組み合わせる位置を調整することにより，同一の防振器を用いて，防振可能な初期荷重を拡張できることが明らかになった．これは理論的な考察を行い実験により実証したものである．理論では，コイルばねは線形ばねとしてモデル化したため，同じく線形ばねとして扱える空気ばねに置き換えても防振理論は成り立つと推測される．コイルばねの組み合わせからなる防振器は複雑な構造であるが，空気ばねに置き換えられると構造の簡略化，軽量化に期待できる．空気ばねによる防振器の可能性について検討する．
また，防振可能な初期荷重領域が拡張されたことにより，大きな荷重にも耐えられるよう防振器そのものの強度を上げる必要性が生まれた．このため，適切な材料を選定し，防振器の改良を行う．
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| Causes of Carryover |
遠方で開催される国内学会参加のための交通費および宿泊費を計上していたが，スケジュールの都合上，近隣で開催される学会に参加したため，差額が生じた．
外部の業者に委託することなく，本学の付属工場において模型の製作を行うことができたため，材料費および模型製作委託費を予定よりも安価に抑えることができた．
差額は2018年度の国内学会参加旅費に充当する予定である．
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Research Products
(6 results)
