2009 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) |
杉山 文子 京都大学, 工学研究科, 助教 (80162907)
小机 わかえ 神奈川工科大学, 工学部, 教授 (30288211)
毛利 泰裕 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 特別研究員 (30010870)
野島 武敏 東京工業大学, イノベーション研究推進体, 特任教授 (40026258)
篠田 淳一 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 特別研究員 (60266880)
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| Keywords | 機械工作・生産工学 / ダイアコア(トラスコア) / 折紙工学 / プレス成形技術 / 製造-機能連続シミュレーシ / 立体折紙 / 反復螺旋型折紙構造 / 軽量コア |
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| Research Abstract |
軽量コアとしてトラスコアが本グループによって発明された。前年度は、強度・剛性の観点からトラスコアとハニカムコアの比較がなされトラスコアは総合的にハニカムコアに優ることが示された。09年度は、トラスコの衝突特性、振動特性、成形性について検討がなされた。衝突特性であるがトラスコアではプレス成形時コア部は板厚が薄くなり特性としてはマイナスの要因となる。しかし、プレスすると初期応力、初期たわみが生じいわゆる加工硬化が生じる。この加工硬化は強度特性や衝突特性にプラスに働くことを確認した。すなわち衝突特性などを確認するには多段階成形で得られる加工硬化特性をそのまま特性解析にも利用できるよう成形-特性連続解析手法を確立した。多段階成形シミュレーションであるがトラスコアの三角形コアは1段階のプレス成形ではその成形は困難であり多段階にすることの重要性とその解析手法も確立し試作方法にもフィードバックした。振動特性については基本共振周波数は同重量で平板の5ないし6倍高くなり音振動設計上非常に有利になることを解析・実験で確認した。その他、遮音特性もすぐれていることを示した。また、トラスコアは光と影の織り成す彩を与え美観に貢献できることを示した。トラスコアの産業応用として太陽電池パネルは軽量にできることから採用はほぼ決まった。また、電気自動車のフロア構造に利用するための検討を行なった。円筒コア以外の折紙構造として、反転螺旋型円筒折紙構造の軸方向圧縮時のエネルギー吸収量が通常の自動車のサイドメンバに使用されている矩形開断面構造に比し優れていることを示した。また、立体折紙も開発しお菓子などの包装機の開発設計にフィードバックした。
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