折紙工学と空間充填理論に基づく新しいコア構造の機能創出と製造法に関する研究

基于折纸工程和空间填充理论的新型核心结构功能创造与制造方法研究

基本信息

批准号：
20246042
负责人：
萩原一郎
金额：
$ 19.47万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
财政年份：
2008
资助国家：
日本
起止时间：
2008 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

軽量で高剛性、高強度のコア構造は省資源に役立つことからますます重要となる。コアの代名詞でもあるハニカムコアは熱に弱く、高価であるもののハニカムに代わるものは得られていない。本研究提案の、折紙工学と空間充填理論によって得られたダイアコアは「日本の折紙の産業応用への大いなる可能性」として本年7月にNatureに取り上げられた。この可能性ある折紙工学が確かに産業応用されるためには計算力学援用による安価な成型法の確立、機能の最適化が必要である。これまでの強度・剛性に関する検討からダイアコアはハニカムコアに総合力で優ることが示され、10月9日の日刊工業新聞の第1面に取り上げられた。更に、我々は既存の角柱型のコアモデルとは全く異なる、正多面体、準正多面体の空間充填形や、捩れ多面体等の形を持つ数々の独創的なコア構造を創案している。本研究では、ダイアコアの安価な製造法の確立、遮熱、吸音・遮音などの機能創出などを行うとともに、角柱型でない新しい概念に基づくコア構造に関しても同様に、計算力学を援用し新しい意匠デザイン、機能創出と安価な成型法の開発を目指した。ただし、今回の期間(平成20年4月-5月)では、ダイアコアの成形シミュレーションの手法開発を行った。

轻质、高刚性和高强度的核心结构变得越来越重要，因为它们有助于节约资源。蜂窝芯，是芯材的代名词，对热敏感，虽然价格昂贵，但蜂窝芯无可替代。这项研究提出的通过折纸工程和空间填充理论获得的diacore，在今年7月的《自然》杂志上发表了“日本折纸工业应用的巨大可能性”的专题报道。为了使这种有前景的折纸技术在工业上得到应用，有必要利用计算力学建立一种廉价的成型方法并优化其功能。此前对强度和刚性的研究表明，Diacore在整体强度上优于Honeycomb Core，并于10月9日登上了日刊工业新闻的头版。此外，我们还创建了许多与现有棱柱形核心模型完全不同的原始核心结构，例如正多面体、准正多面体和扭曲多面体等空间填充形状。在这项研究中，我们将建立一种廉价的Diacore制造方法，创造出隔热、吸音、隔音等功能，并利用计算力学，基于一种不存在的新概念，对核心结构进行新的设计。目的是创造功能并开发一种廉价的成型方法。然而，在此期间（2008年4月至5月），我们开发了一种模拟diacore形成的方法。