| 研究概要 |
OA機器、情報機器の普及により、情報媒体として紙やテープを扱う機器が増えている。紙やテープのように薄い媒体では機器のハンドリングにかなりの精度を必要とし、機器の精度が不足すると容易に紙やテープにしわ、ジャム、おれ曲がりなどが生ずることはよく知られているところである。
本研究ではこの現象に関して基本的なデータをとる実験を計画し、これらのデータとこれまで公表されているデータの分析も含めて,数値シミュレーションを主体に整理を行い、しわの発生メカニズムの検討を行う。本研究では主に (1)紙のように薄いシートのきわめて大きな変形をするときの挙動をまず有限要素法により解明する。さらに紙が機器の中をガイドに沿って接触をしながら移動するときの挙動についても解析を行う。(2)しわ発生のメカニズムを数値解析を行い、またモアレ縞などを用いて測定する。等について研究を進める
本年度中に行った研究では下記の知見が得られた。
(1)まず紙の大変形挙動が解析できるようになった。四辺形シェル要素を用いた有限要素法により、updated Lagrangianの定式化を行った。これにより不安定領域の変形挙動も解析できるようになった。紙の初期の変形によって力と変形の関係が大きく異なってくることがわかった。
(2)シェル要素を用いた有限要素法ソフトにペナルティ法を用いて接触解析機能を追加し、接触解析もできるようになった。これにより紙が機器に接触して変形する状況が解析できるようになった。しかし十実用的な問題では収束に問題があり、複雑な問題に関してはさらに検討が必要であることがわかった。
今後の予定として
(1)実験を計画するため、紙の大変形挙動や紙が機器に接触して変形する状況について種々のパラメータを変更してパラメータサーベイを行う。
(2)簡単なモデルを用いて紙にしわが発生するまでの挙動に関して実験データを得る。また、解析と比較し、パラメータサーベイを行う。
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