| 研究概要 |
本研究は,ケーブル構造で保持された金属メッシュで反射面を構成し,展開支持構造を持つアンテナ反射鏡面構造を対象に,さらなる軽量化ための新たな構造トポロジーを創出することによって,現在,衛星に搭載されている10m級大形アンテナ反射鏡面のさらなる開口径の拡大を実現することを目的としている.反射鏡の軽量化のためには,支持構造を軽量化することが最も効果的であるが,安易に軽量化すると剛性が低下し,支持構造が大きく変形して,鏡面精度が劣化する.そこで,本研究では支持構造の変形の影響を受けにくいケーブル構造と,ケーブル構造の精度に大きく影響を与える支持構造の変形モードの抑制とを行い,展開支持構造とを一体で考慮することで最適化し,構造要素を極限まで減らすことを目指す.本年度は,軽量化と大型化とを同時に実現する設計スキームを中心に検討を進めた.軽量化に関しては,ホモロジー設計の概念を導入し,ケーブル構造を張力状態に維持するという制約条件で支持構造の質量を最小化する最適化プログラムを作成,部材諸元のみならず,トポロジーの再構成も含めて,その有用性を確認した.また,大規模な構造を全体で試験評価しなくとも小規模な部分構造の評価で全体特性の評価が可能な構造を実現するために,階層モジュラー構造の概念を導入し,基本構造と全体構造との力学的な相似性を示した.さらに,昨年度試作した高剛性ケーブルを用いてケーブル構造モデルを試作し,構成上の問題点を明らかにすると同時に,トポロジーの再構成が可能な支持構造モデルを試作し,上記の設計スキームの評価作業を開始した,これらの評価により極限に軽量化し,大型化が可能な宇宙構造の新たな設計法を提案,検証する.
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