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2012 年度 実績報告書

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

研究課題

研究課題/領域番号 20226006
研究機関明治大学

研究代表者

萩原 一郎  明治大学, 公私立大学の部局等, 教授 (50282843)

研究分担者 小机 わかえ  神奈川工科大学, 工学部, 教授 (30288211)
趙 希禄  埼玉工業大学, 工学部, 教授 (30610307)
安井 位夫  東京工業大学, 理工学研究科, 助教 (70143691)
杉山 文子  京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (80162907)
大島 修造  東京工業大学, 理工学研究科, 准教授 (20143670)
大熊 政明  東京工業大学, 理工学研究科, 教授 (60160454)
研究期間 (年度) 2008-05-12 – 2013-03-31
キーワード折紙工学 / トラスコアパネル / 反転螺旋形折り紙構造 / 等角写像 / 円筒構造物の展開 / 円錐殻構造物の展開 / 円形膜構造物の展開 / 円形膜構造物の展開
研究概要

平面/空間充填幾何学と面離、切り隅等の折紙操作、更に平面から立体を創出する事
で開発したトラスコアパネルの太陽電池パネルと列車のフロア適用検討を行った。前者に関しては、ソーラパネルの温度管理は重要である。シミュレーション解析を実施し、背面の剛性部材であるコアパネルの空洞部に水を封入する事により、発電部のコアセル(マイオノアー)の温度を低減できること、封入水を循環させる構造にすれば、温水取得とマイオノアーの温度低減の両立が図れることを明らかにした。また、列車の適用に際し、トラスコアの遮熱特性について検討した。等角写像変換を折紙展開図作成に応用することにより,既に得られた円形膜に加え,さらに多様な折畳モデルを比較的容易に作成できることを示した.半径方向にジグザグな折線を持つ円形膜では鏡像法を用いると円の中心付近には折線を生成できないという制限があったが,等角写像による手法ではその制限はなく,より汎用的にデザインできることを示した.また,扁平な形状へ巻き取ることによって,厚みを無視できない材料の使用や収納スペースの形状に合わせて折線を設計する等,より実用的な設計ニーズにも対応でき,等角写像による設計手法の有用性を示した.
折紙工学とリバースエンジニアリングを組合せ、新しい折紙工法を提唱し、研究成果最適展開支援プログラム(A-STEP)(フィージビリティスタディ(シーズ顕在化タイプ))平成24年度第2回公募で「実物コピーモデルを出力する次世代リバースエンジニアリングシステムの開発」採用につなげた。
自分の設計したもの、スケッチしたもの、写真やビデオから撮ったものを、そのまま手で作るアルゴリズムとシステムを思いつき特許出願した。そしてこれを元に新たに折紙工法を提唱しその有用性を示しつつある。折紙の光と影の織りなす綾を利用し、形状と感覚について検討した。

現在までの達成度 (区分)
理由

24年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

24年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (37件)

すべて 2013 2012

すべて 雑誌論文 (9件) (うち査読あり 9件) 学会発表 (25件) (うち招待講演 3件) 図書 (2件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Clothing skirt designed on conical truss model2013

    • 著者名/発表者名
      Eri Nakayama
    • 雑誌名

      Advances in Manufacturing

      巻: 1 ページ: online

    • DOI

      10.1007/s40436-013-0019-0

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 等角写像の折紙への応用 (巻き取り可能な円形膜作成法)2013

    • 著者名/発表者名
      石田祥子
    • 雑誌名

      日本機械学会D&D特集号

      巻: 79 ページ: 該当なし

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 等角写像とその円錐殻折紙構造物設計への応用2012

    • 著者名/発表者名
      石田祥子
    • 雑誌名

      日本応用数理学会論文集

      巻: 22 ページ: 301-318

    • 査読あり
  • [雑誌論文] High Efficiency of Optimization of Response Surface Method for Structure Dynamic Characteristics by Using Perturbation Method with Complementary Term2012

    • 著者名/発表者名
      Xilu ZHAO
    • 雑誌名

      Journal of System Design and Dynamics

      巻: 6 ページ: 158-169

    • DOI

      10.1299/jsdd.6.186

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Interactive image segmentation through image polygonal representation2012

    • 著者名/発表者名
      Ladys Rodriguez
    • 雑誌名

      画像電子学会誌

      巻: 41 ページ: 223-234

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 包装機によってフィルムを成形する時に発生する応力解析2012

    • 著者名/発表者名
      森村浩明
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集C編

      巻: 78 ページ: 1802-1810

    • DOI

      10.1299/kikaic.78.1802

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 玉軸受の攪拌抵抗解析のための動解析2012

    • 著者名/発表者名
      西山 浩司
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集C編

      巻: 78 ページ: 1663-1669

    • DOI

      10.1299/kikaic.78.1663

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 多記述子点群モデルによる高速自動位置合わせに関する研究2012

    • 著者名/発表者名
      徐放
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集C編

      巻: 78 ページ: 783-798

    • DOI

      10.1299/kikaic.78.783

    • 査読あり
  • [雑誌論文] CUDA accelerated simulation of multiple scattering using decoupling approximation2012

    • 著者名/発表者名
      Zheng Gong
    • 雑誌名

      Journal of Visualization

      巻: 15 ページ: 85-95

    • DOI

      10.1007/s12650-011-0113-y

    • 査読あり
  • [学会発表] 自動車の事後衝突研究から折紙工学研究へー力学への思い2013

    • 著者名/発表者名
      萩原一郎
    • 学会等名
      第62回理論応用力学講演会
    • 発表場所
      東京工業大学
    • 年月日
      20130306-20130308
    • 招待講演
  • [学会発表] Optimization of Space Color Mapping using Compactly Supported Radial Basis Functions for Color Repro2012

    • 著者名/発表者名
      Ladys Rodriguez
    • 学会等名
      AsiaSim2012
    • 発表場所
      Shanghai
    • 年月日
      20121027-20121030
  • [学会発表] Model Reconstruction Using B-Spline Surfaces2012

    • 著者名/発表者名
      Wei Li
    • 学会等名
      AsiaSim2012
    • 発表場所
      Shanghai
    • 年月日
      20121027-20121030
  • [学会発表] Consideration of Origami Design Clothing2012

    • 著者名/発表者名
      Eri Nakayama
    • 学会等名
      AsiaSim2012
    • 発表場所
      Shanghai
    • 年月日
      20121027-20121030
  • [学会発表] Comprehensive Optimization for Raised Floor Structure Using Origami Engineering2012

    • 著者名/発表者名
      Yang Yang
    • 学会等名
      AsiaSim2012
    • 発表場所
      Shanghai
    • 年月日
      20121027-20121030
  • [学会発表] MoB1-d-23D Origami Structure Design and Simulation by Parametric Origami Module2012

    • 著者名/発表者名
      Yujing Liao
    • 学会等名
      AsiaSim2012
    • 発表場所
      Shanghai
    • 年月日
      20121027-20121030
  • [学会発表] Current Trends and Issues of Origami Engineering2012

    • 著者名/発表者名
      Ichiro Hagiwara
    • 学会等名
      AsiaSim2012
    • 発表場所
      Shanghai
    • 年月日
      20121027-20121030
    • 招待講演
  • [学会発表] Systematic Technique to Model Origami Structures by Using Conformal Transformation2012

    • 著者名/発表者名
      Sachiko Ishida
    • 学会等名
      AsiaSim2012
    • 発表場所
      Shanghai
    • 年月日
      20121027-20121030
  • [学会発表] 補正付き摂動法と応答曲面法を組合わせた振動特性の最適化手法2012

    • 著者名/発表者名
      趙希禄
    • 学会等名
      日本機械学会第25回計算力学講演会
    • 発表場所
      神戸大学
    • 年月日
      20121006-20121009
  • [学会発表] パラメトリック折紙モジュールによる円錐タイプ折り紙構造物のモデリングとアニメーションの生成2012

    • 著者名/発表者名
      廖 于靖
    • 学会等名
      日本機械学会第25回計算力学講演会
    • 発表場所
      神戸大学
    • 年月日
      20121006-20121009
  • [学会発表] 有限要素法によるトラスコアパネルの定常熱伝導・熱応力解析2012

    • 著者名/発表者名
      楊 陽
    • 学会等名
      日本機械学会第25回計算力学講演会
    • 発表場所
      神戸大学
    • 年月日
      20121006-20121009
  • [学会発表] 補正付き摂動法の改良と汎用化に関する検討2012

    • 著者名/発表者名
      石田 祥子
    • 学会等名
      日本機械学会第25回計算力学講演会
    • 発表場所
      神戸大学
    • 年月日
      20121006-20121009
  • [学会発表] 折紙作品のデザイン評価~脳波と質問紙の融合分析~2012

    • 著者名/発表者名
      中山 江利
    • 学会等名
      日本機械学会D&Dカンファレンス
    • 発表場所
      慶応大学
    • 年月日
      20120918-20120921
  • [学会発表] 補正付き摂動法による板構造振動解析の高効率化2012

    • 著者名/発表者名
      趙希禄
    • 学会等名
      日本機械学会D&Dカンファレンス
    • 発表場所
      慶応大学
    • 年月日
      20120918-20120921
  • [学会発表] 等角写像の折り紙への応用2012

    • 著者名/発表者名
      石田 祥子
    • 学会等名
      日本機械学会D&Dカンファレンス
    • 発表場所
      慶応大学
    • 年月日
      20120918-20120921
  • [学会発表] パラメトリック折紙モジュールによる立体折紙構造デザイン、ファッションとシミュレーション2012

    • 著者名/発表者名
      廖 于靖
    • 学会等名
      日本機械学会D&Dカンファレンス
    • 発表場所
      慶応大学
    • 年月日
      20120918-20120921
  • [学会発表] トラスコアパネルのせん断と熱伝導特性に関する研究2012

    • 著者名/発表者名
      楊 陽
    • 学会等名
      日本機械学会D&Dカンファレンス
    • 発表場所
      慶応大学
    • 年月日
      20120918-20120921
  • [学会発表] 折紙工学援用による半割り型自動車サイドメンバー衝突圧潰エネルギー吸収性能の最適化2012

    • 著者名/発表者名
      趙 希禄
    • 学会等名
      日本機械学会D&Dカンファレンス
    • 発表場所
      慶応大学
    • 年月日
      20120918-20120921
  • [学会発表] 折紙工学を利用した自動車サイドメンバーの最適設計2012

    • 著者名/発表者名
      趙 希禄
    • 学会等名
      日本機械学会D&Dカンファレンス
    • 発表場所
      慶応大学
    • 年月日
      20120918-20120921
  • [学会発表] 折紙工学からの癒しを与えるファッションデザインの提案と考察2012

    • 著者名/発表者名
      中山 江利
    • 学会等名
      日本機械学会D&Dカンファレンス
    • 発表場所
      慶応大学
    • 年月日
      20120918-20120921
  • [学会発表] トラスコアパネルの遮音性能に関する解析2012

    • 著者名/発表者名
      鈴木 竜太
    • 学会等名
      日本機械学会D&Dカンファレンス
    • 発表場所
      慶応大学
    • 年月日
      20120918-20120920
  • [学会発表] Conical Type 3D Origami Structure Creation and Cylindrical Type Modeling with Deformation Considered Parametric Origami Module2012

    • 著者名/発表者名
      廖 于靖
    • 学会等名
      日本応用数理学会2012年度年会
    • 発表場所
      稚内全日空ホテル
    • 年月日
      20120828-20120902
  • [学会発表] 折紙造形への数学的アプローチ ―等角写像の応用―2012

    • 著者名/発表者名
      石田祥子
    • 学会等名
      日本応用数理学会2012年度年会
    • 発表場所
      稚内全日空ホテル
    • 年月日
      20120828-20120902
  • [学会発表] 定常熱伝導解析に基づくトラスコア構造の熱特性に関する研究2012

    • 著者名/発表者名
      楊陽
    • 学会等名
      日本応用数理学会2012年度年会
    • 発表場所
      稚内全日空ホテル
    • 年月日
      20120828-20120902
  • [学会発表] Origami Engineering Based on Geometry and Computer Science2012

    • 著者名/発表者名
      萩原一郎
    • 学会等名
      Workshop on Methods and Applications of Industrial and Applied Mathematics
    • 発表場所
      京都大学
    • 年月日
      20120531-20120601
    • 招待講演
  • [図書] 折紙の数理とその応用2012

    • 著者名/発表者名
      野島武敏
    • 総ページ数
      255
    • 出版者
      共立出版
  • [図書] 東芝レビュー2012

    • 著者名/発表者名
      萩原一郎
    • 総ページ数
      1
    • 出版者
      コンピュータシミュレーションが真の第三の科学であるために
  • [産業財産権] 三次元構造物の製造方法、三次元構造物の製造装置、及び、プログラ2013

    • 発明者名
      萩原一郎
    • 権利者名
      萩原一郎
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2013-080862
    • 出願年月日
      2013-04-08

URL: 

公開日: 2014-07-24  

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