分散配置圧電フィルムによる展開膜面宇宙構造物の制御実験

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13650961
• 研究機関: 東京工業大学
• 研究代表者: 古谷 寛 東京工業大学, 大学院・総合理工学研究科, 助教授 (00190166)
• キーワード: 膜面構造 / 宇宙構造物 / 展開構造物 / 形状制御 / 圧電素子 / フイルム / 適応構造物 / 適応システム

研究概要

展開膜面宇宙構造物の実験モデルとして、展開膜面の折り目近傍に圧電フィルムを貼付した一次元展開膜面実験モデルを製作し、前年度に引続き展開膜面の静的制御実験を行うとともに、振動特性に及ぼす折り目と展開角の理論解析ならびに実験を実施した。
1.折り目近傍に圧電フィルムを配置した一次元展開膜面モデルに対して、マイクロCCDカメラを用いて、一次元展開膜面モデルの圧電フィルムによる静的形状制御の制御効果を光学的に計測し、圧電フィルムの幾何形状、印加電圧、ならびに展開膜面モデルに作用する展開力に関する特性を明らかにした。
2.圧電フィルムを貼付した接着層を有さない展開膜面構造物の数学モデルに対して、折り目近傍に圧電フィルムを配置したモデルならびに折り目を覆う配置にしたモデルに関して数値解析を行い、折り目の初期曲率ならびに圧電フィルム長の制御効果への影響を、有限長折り目モデルとヒンジモデルによる折り目モデルに対して数値的に明らかにした。これにより、実際の制御モデルに近い有限長折り目モデルによる形状制御特性が明らかになった。
3.圧電フィルムによる振動制御の効果を検討するために、基本的なオープンループによる伝達関数を実験的に計測し、初期折り目角の影響を明らかにした。この結果、初期折り目角が伝達関数に与える影響が明らかになった。

研究成果

• [文献書誌] 片岡淳一, 古谷 寛: "折り目を含む展開膜面の動的挙動解析"第17回宇宙構造・材料シンポジウム. 21-24 (2001)
• [文献書誌] 宮崎陽子, 古谷 寛, 阿久津義尚: "折り目近傍に配置した圧電フィルムによる一次元展開膜面の形状制御実験"第17回宇宙構造・材料シンポジウム. 25-28 (2001)
• [文献書誌] 竹内啓泰, 古谷 寛: "膜面の折りたたみパターンと展開形状に関する実験"第17回宇宙構造・材料シンポジウム. 29-32 (2001)
• [文献書誌] H.Furuya, Y.Miyazaki, Y.Akutsu: "Experiments on Static Shape Control of One-dimensional Creased Membrane by Piezoelectric Films"43rd AIAA Structures, Structural Dynamics and Material Conference, Gossamer Spacecraft Forum. AIAA2002-1377. 1-4 (2002)
• [文献書誌] 阿久津義尚, 古谷 寛: "折り目のある一次元膜面の圧電フイルムによる形状制御の基礎実験"日本航空宇宙学会第44回構造強度に関する講演会. 1A16. 45-47 (2002)
• [文献書誌] 古谷 寛, 宮崎陽子, 竹内啓泰: "ソーラーセイル展開膜面の折り目パターンと基本展開特性"日本航空宇宙学会第44回構造強度に関する講演会. 2A2. 119-121 (2002)
• [文献書誌] 片岡淳一, 古谷 寛: "折り目を有する展開膜面の応力解析に基づくしわの研究"日本航空宇宙学会第44回構造強度に関する講演会. 2A3. 122-124 (2002)
• [文献書誌] 大平博道, 古谷 寛: "ピエゾアクチュエータ変位拡大機構の構造解析"日本機械学会2002年度年次大会. 195-196 (2002)
• [文献書誌] 古谷 寛, 宮崎陽子, 竹内啓泰: "ソーラーセイル展開膜構造の展開特性と推進効率"アストロダイナミクスシンポジウム. B-6. 1-6 (2002)
• [文献書誌] Hiroshi FURUYA, Hiromichi OHIRA, Koichi TOMURO: "Structural Analysis of Piezo-Ceramics Actuator on Displacement Magnification Mechanisms for Applying Optimization Techniques"The 2nd China-Japan-Korea Joint Symposium on Optimization of Structural and Mechanical Systems (CJK-OSM 2), TS 26-2. Nov.4-8. 755-760 (2002)
• [文献書誌] 古谷 寛, 宮崎陽子: "ソーラーセール展開膜構造の遠心力展開地上実験について"第1回ソーラーセール小研究会. 1-6 (2002)
• [文献書誌] 宮崎陽子, 古谷 寛: "折り目領域に貼り付けた圧電フィルムによる膜面形状制御特性"第18回宇宙構造・材料シンポジウム. 81-84 (2002)
• [文献書誌] 家中芳浩, 古谷 寛: "一次元展開膜面の振動に及ぼす折り目の影響"第18回宇宙構造・材料シンポジウム. 85-88 (2002)
• [文献書誌] H.Furuya, Y.Miyazaki, H.Takeuchi: "Deployment Characteristics of Creased Membrane for Solar Sail on Geometrical Configuration and Fold Pattern, AIAA 2003-, CD-ROM Proc"Proc.44th AIAA/ASME/ASCE/AHS/ASC Structures, Structural Dynamics and Material Conference, Gossamer. (CD-ROM). 1-7 (2003)