• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2017 年度 実績報告書

多様なヒンジ接合で構成されたモバイル建築のための展開型骨組構造の設計手法

研究課題

研究課題/領域番号 26420557
研究機関岡山県立大学

研究代表者

津田 勢太  岡山県立大学, デザイン学部, 准教授 (80584325)

研究分担者 大崎 純  京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (40176855)
中原 嘉之  岡山県立大学, デザイン学部, 助手 (60726983)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2018-03-31
キーワード展開構造 / メカニズム / 折紙
研究実績の概要

本研究は,骨組による軽量な展開構造を生成する設計手法を提案することを目的としている。研究成果の概要を以下に示す。
1.既往の剛体折紙から展開型の骨組構造を生成する手法について提案した。多自由度機構として知られるヨシムラ折りの折り線上に部材を配置し,各種の1自由度ヒンジ接合を配置することで生成される1自由度の機構を提案した。部材とヒンジ接合の有限大きさが展開性能に与える影響について,数値解析および縮小模型機構により検証を行った。
2.剛体折紙は平面から多面体に変形するが,剛体部分を曲面にすることで,滑らかな曲面体に変形する機構が構成可能であることを提案した。ヨシムラ折りから生成される展開型骨組構造(上記1とは別形式)を曲面骨組に変換するために,ユニット形状と全体形状の幾何学的関係を数式表現した。大空間曲面構造の施工方法への応用が期待できる。
3.指定方向へ形態変化する立体骨組機構を実現するための最適化問題の定式化を行った。極限解析問題に類似する線形計画問題を解くことで機構を生成する方法であり,骨組の部材端に任意角度の回転軸を配置することを許容している。ヒンジ方向を部材局所座標系に固定せず,斜め方向も可能とすることにより,ヒンジ個数の低減,および不安定次数を減少させる効果がある。
4. 上記3の手法は微小変形理論によるため,得られたメカニズムが大変形可能となるかは有限要素解析等で大変形解析を行わないと判別できない。大変形メカニズムか否かを判定するために,関数の勾配を用いた連続変数を定義した非線形問題を定式化し,ひずみの高次項がゼロとなるか否かを判定する手法を提案した。高次項の計算は,数式処理ソフトウェアを利用することによりシステマティックに行うことができる。

  • 研究成果

    (2件)

すべて 2018

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件)

  • [雑誌論文] ヨシムラ折り剛体折紙の変形機構を拡張した展開型骨組構造の開発2018

    • 著者名/発表者名
      津田勢太,中原嘉之,大崎 純
    • 雑誌名

      日本建築学会技術報告集

      巻: 24 ページ: 111-116

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Series expansion method for determination of order of 3-dimensional bar-joint mechanism with arbitrarily inclined hinges2018

    • 著者名/発表者名
      R. Watada, M. Ohsaki
    • 雑誌名

      International journal of Solids and Structures

      巻: 印刷中 ページ: 印刷中

    • 査読あり

URL: 

公開日: 2018-12-17  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi