2008 Fiscal Year Annual Research Report
計算力学と折紙工学融合による新しい軽量コア構造の機能創出と製造法に関する研究
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20226006
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
萩原 一郎 Tokyo Institute of Technology, 大学院・理工学研究科, 教授 (50282843)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
野島 武敏 東京工業大学, イノーベーション研究推進体, 特任教授 (40026258)
杉山 文子 京都大学, 工学系研究科, 助教 (80162907)
小机 わかえ 神奈川工科大学, 工学部, 教授 (30288211)
福島 直人 東京工業大学, イノーベーション研究推進体, 特任教授 (90420299)
梶原 逸朗 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 准教授 (60224416)
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| Keywords | ダイアコアパネル / トラスコアパネル / 平面 / 空間充填形 / 正則パターン / 非正則パターン / プレス成形シミュレーション / 加工硬化特性 / 意匠設計 |
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| Research Abstract |
省資源の観点から、軽量コアパネルの需要は更に拡大しているがその代表であるハニカムコアはコストダウンの限界に達している。ハニカムコア等既存の軽量コアパネルを凌駕する新しい軽量コアパネルを開発することを目的とし次の成果が得られた。
1 平面/空間充填形を利用して新たに開発したダイアコアパネル(別名:トラスコアパネル)表面の平面充填形を等辺の正則パターンから不等辺多角形を含む非正則パターンへと連続的に変換することで得られる発展モデルの特性を明確にした。
2 ダイアコアの基本的なモデルを鋼板によって試作し、実験及び数値解析によって,代表的な機械的特性である曲げ剛性及び振動特性を明らかにした。
3 ハニカムコア・サンドイッチパネルの最も得意な曲げ剛性においてもダイアコアは遜色ない重量低減性能を実現できることを明らかにし,加工工程の少なさや耐熱性等を含めた総合的観点から既存のコア材を凌駕できる可能性を示した。
4 ダイアコアの発展モデルにおいて、セル形状と表面パターンの変化が機械的特性に与える影響を解析し,凹部形状が角柱に近く、パネル表面の面積が広いパターンほど高い剛性を示すことを明らかにした。
5 金属製ダイアコアパネルのプレス成形シミュレーション技術を開発し、パネルのセル形状が成形性に与える影響とともに、プレス成形で生じる加工硬化特性はダイアコアの強度に有利に働くことを明確にした。
6 ダイアコアは同一重量の平板に対し5倍から10倍程度の剛性を有し、第1固有振動数も5, 6倍高いことを実験、シミュレーションの両面から示した。
7 ダイアコアを用いた自動車車両のフロア構造、OAフロア構造を試作した。またダイアコアの優れたデザイン性を有効に利用すべくセグメンテーションを厳密にしたカラーシミュレーション技術を開発し意匠設計によるビルや車両へのデザイン性の検討を行った。
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