2007 Fiscal Year Annual Research Report
多角形要素からなる平面と空間の幾何学的充填構造に基づく軽量・機能コア構造の開発
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07J05987
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
斉藤 一哉 Tokyo Institute of Technology, 大学院・理工学研究科, 特別研究員(DC1)
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| Keywords | Modeling / Structural Design / Product Design / Octet-truss / Honeycomb core / Structural Analysis / Finite Element Method |
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| Research Abstract |
多角形から構成される平面/空間の幾何学図形に基づき,申請者はこれまで様々なコア構造をモデル化し,その幾何学的パターンを体系化してきた.平成19年度はそれらの中でも実現可能性の非常に高いオクテット・トラス型コアパネル,「ダイアコア」の機械的系特性に関して研究を行った.このコアパネルは塑性加工によって周期的な凹部を導入した2枚の平板を張り合わせることによって作製され,ハニカムコアに比べてはるかに安価に製作できる.材料に関してもアルミ合金,スチール等の金属材料から,PETやペーパーモルド等非金属材料まで幅広く利用可能であり,溶接で接合できる金属製パネルは耐熱性も高く非常に汎用性が高い.さらに,このコアモデルは表面に見られる幾何学的パターンを様々に変化させることで形状の異なる発展型のモデルを設計できる特徴を有する.このデザインの多様性は本コアパネルの大きな特徴であり,それぞれの形状のもつ機械的特性や機能特性を明らかにすることで,広汎な用途に使用可能な低コストコアパネルを開発できるものと考える.本年度は実験,数値解析を用いて上記の幾何学的パターンの変化がパネルの曲げ剛性,面内せん断剛性にどのような影響を与えるかを研究し,高い剛性を得られるパネル形状を明らかにした.この本年度の成果から,パネルの板厚やセルサイズ,材質等の通常の設計変数だけでなく,デザインを変化させることで,より優れた機械的特性を得ることが出来ることが示された.本研究成果をさらに発展させ,今後の研究において強度特性や衝撃緩衝特性等の機械的特性から音響特性や熱的特性などの機能特性まで更なる解析を行う予定である.
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