2020 Fiscal Year Research-status Report
Numerical analysis method of origami structures considering gravity
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19K23547
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
張 天昊 東京大学, 生産技術研究所, 助教 (90845728)
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2019-08-30 – 2022-03-31
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| Keywords | 建築構造 / 折り紙 / 収納効率 / 展開構造 / 一般逆行列 / 空間構造 / 不安定構造 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
経済的かつ合理的な施工、解体への活用が期待されている折り紙構造は、畳み込み時の接触や厚みを考慮した構造構成など、未だに明らかにされていない難題が多い。特に重力環境下での畳み込み運動を数値計算するために節点座標を未知数とした手法が用いられているが、如何に高い解析精度を保ちつつ、計算効率を向上させるかが重大な課題となっている。本研究では、迅速かつ精確に運動過程を追跡できる数値計算手法の確立を目的とし、数値計算理論の考察と実験による検証を通して、目標の達成を試みている。
昨年度では、疎行列による新たな数値手法を用いることで、迅速かつ精確に畳み込み解析を実現できることを確認できた。そこで本年度では、本研究で提案された数値手法により得た計算結果を検証するため、折り紙構造の実物模型を作成し、折り紙構造の畳み込み実験を行った。非接触測定手法により折り紙構造の実物模型の畳み込み過程を計測した結果、数値解析から得られた運動経路と一致した。また、運動過程において重心位置が最高点に達すると同時に、畳み込み運動が停止する現象が観察され、重心の変化により模型の収納効率を決定していることが判明した。さらに、折り紙構造模型の制御点を変化することで、収納効率を調整できることが明らかになった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
本年度はCovid19感染拡大のため、実験の実施と研究成果の発表に支障が生じ、申請時の予定より遅れてしまった。したがって、研究の進捗状況は「やや遅れている」と判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度は、構造材料の重量を考慮し且つ自己安定状態を維持可能な折り紙構造の創生手法を確立することで、建築分野における工学的応用を目指す。具体的に、厚みを考慮した折り紙モデルに自己応力を導入し、重力環境下での力学挙動を調査する。続いて、これにより作成した折り紙構造の畳み込み経路及び力学性質を調べる。また、研究の遂行と同時に研究成果の総括を行う。
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| Causes of Carryover |
2020年度はコロナウイルスの感染拡大のため、実験、論文作成及び成果発表に遅れが生じた。研究を完成するため、研究期間を2021年度まで一年間延長し、次年度使用額が生じた。
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