2022 Fiscal Year Research-status Report
Transformative Designing of Structural Materials Based on Lightweight Metallic Cellular-Solids Composed of Tachi-Miura Polyhedron
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22K18750
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| Research Institution | Kanazawa University |
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Principal Investigator |
國峯 崇裕 金沢大学, 機械工学系, 准教授 (90612705)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
安田 博実 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 航空技術部門, 宇宙航空プロジェクト研究員 (10910903)
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| Project Period (FY) |
2022-06-30 – 2024-03-31
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| Keywords | Cellular Solids / Tachi-Miura多面体 / 圧縮試験 / 衝撃試験 / 3Dデザイン / SUS316L / AlSi10Mg / 圧縮変形挙動 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
今年度は研究計画に従い，（I）Tachi-Miura多面体（TMP）によるセル構造体のデザインと数値解析による機械特性の予測，（II）金属積層造形によるセル構造体の精密な構造制御と試作，（III）圧縮試験・衝撃試験による新規セル構造体の機械的性質の検証を実施した．（I）では特に種々のセル構造体の形状パラメータを変化させることで，相対密度と圧縮強度の関係性について検討を行った．この数値解析結果を基にして，次年度では軽量化と圧縮強度の向上が同時に期待できる形状パラメータで実際にTMP構造体の試作を実施し，実際に圧縮強度を検証する．（II）では今年度は最も典型的な種々の形状の6種類のTMP筒状構造体をステンレス鋼（SUS316L）とアルミニウム合金（AlSi10Mg）を用いて試作を行った．（III）では試作した構造体を用いて，準静的圧縮試験と衝撃試験を実施し，これらの最も典型的なTMP筒状構造体の剛性や圧縮強度，荷重-変位曲線を調べた．また変形前後の折り目部の微細組織観察を走査型電子顕微鏡/電子後方散乱回折（SEM-EBSD）により実施し，ミクロな変形を調べた．このミクロ変形に関する知見は次年度に金属積層造形による折紙構造の製作において形状最適化に反映させる予定である．これらの実験結果と，今年度において数値解析的に検討することで見出されたセル構造体の試作モデルによる試験結果の比較検討を次年度に実施する．そして従来のセル構造体では達成できなかった軽量化と相反する圧縮強度の合理的な制御を目指す．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
研究計画に記載した予定通りに構造体の数値解析や特性評価実験は進んでおり，次年度の研究の見通しも立っているため．
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| Strategy for Future Research Activity |
数値解析で探索した形状パラメータに基づき，軽量化と圧縮強度の向上が同時に期待できるTMPセル構造体を試作し，試験を実施していく予定である．
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| Causes of Carryover |
数値解析で探索した形状パラメータに基づいたTMPセル構造体の試作費としての予算に余裕を持たせることで，本研究の核となる成果を確実に出すことを見込むため．
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