2010 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 東京工業大学, 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, 工学系研究科, 助教 (80162907)
小机 わがえ 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, 東工大特別研究員 (30010870)
安井 位夫 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 助教 (70143691)
北岡 哲子 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 助教 (30447536)
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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 / 多工程プレス成形技術 / 製造-機能連続シミュレーシ / 立体折紙 / 反復螺旋型折紙コア構造 / 軽量コア |
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| Research Abstract |
トラスコアとして2枚のパネル片を張り合わせたダブルトラスコアパネル、片側の1枚を平板にした曲面化及び接合が容易なシングルトラスコアパネルの2種類を開発した。後者の太陽電池パネルの実用化が得られ、新聞に掲載された。また簡単に持ち運べる程度の軽量化が要求されるOAフロアに対し、剛性と衝撃強度の試験にパスすべく多目的最適化解析を行い実用化を得た。ダブルトラスコアをサンドイッチ状にして更に強度向上を図り列車床構造への適用検討を行った。この4枚構成のパネルでは、接合を全て溶接で行うのは難しく、溶接と接着の複合接合を考え、強度と接着のしやすさとダイアコアの切隅、面離など折り紙パラメータとの同時最適化解析により検討を進めた。伸縮可能な反転螺旋型円筒折り紙コア構造(RSC)を対象に段数、辺数、反転角を設計パラメータとする最適化解析を行い現行自動車の強度部材の1.8倍ものエネルギー吸収特性を与える形状を得、ハイドロフォーミングによって比較的安価に試作できることを示した。これらRSCの成果は一般雑誌に紹介された。折り紙の特長である平坦に折り畳めることを必ずしも要求しない立体折りはデザインやファッションに新機軸を切り開くものと期待されるが自由度が増える分、一般化は困難とされていた。これに対し、従来の直線折りに対し、微小な直線の連続と見なす曲線折りによって様々な立体折り紙が得られることを見出した。「ひらめき☆ときめきサイエンス」プログラムで中高生やその父兄を対象に一般公開した。関連の学会誌で「折紙工学の現状と課題」の特集号を企画した他、関連の学協会で「折紙工学」の発表会を主宰した。幾何学を集大成し、全米優良図書に輝いたた大著「Connections」を研究会メンバーで翻訳し、萩原他2名監訳「デザインサイエンス百科事典-かたちの秘密をさぐる-」と題し5月に朝倉書店から発行されることとなった。
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