平面/空間充填の幾何学に基づく新しい展開型宇宙構造物の開発に関する研究

基于平面/空间填充几何的新型可展开空间结构研制研究

基本信息

批准号：
10J07721
负责人：
斉藤一哉
金额：
$ 1.22万
依托单位：
The University of Tokyo (2011)Japan Aerospace Exploration Agency (2010)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2010
资助国家：
日本
起止时间：
2010 至 2011
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究の目的は,本特別研究員がこれまでに開発した平面/空間充填の幾何学に基づく新しい軽量コアパネルの開発に関する研究を発展させ,構造に収納・展開機能を持たせることにより,将来の大型宇宙構造物を実現するために利用可能な,新しい展開型の構造要素を開発することにある,昨年度までの成果として展開性能を有するコアパネルを含む新しい複合材料コアの試作に成功しており,2年目にあたる平成23年度は,これらのコアパネルの発展型モデルの開発,新しいアプリケーションの提案,および機械的特性の評価に主眼を置いて研究を行った.まず,1枚の平板から折り曲げによって立体化されるハニカムコアに関して,展開図の折線,スリットのパターンと立体化後の形状との幾何学的関係を明らかにし,それらを数理的に表現することで,任意断面ハニカムコアの展開図設計法を提案した.この手法は従来の方法のように困難かつ高価な曲げ,切削等の加工工程を必要とせず,必要な3D形状を直接立体化できることに大きなメリットを有する.さらに,この手法を先進複合材料に応用し,シリコン樹脂を母材とする柔軟複合材料(CFRS)と組み合わせることでCFRPシートに自由に折り線を導入する手法を提案し,任意の断面を持つCFRPハニカムコアを製作する新しい方法を開発した.また,昨年度複合材での試作に成功したNRPハニカムコに関して,面外せん断試験,圧縮試験を行い,サンドイッチパネルのコア材として基本的な性能を評価した.

本研究的目的是扩展本专题研究人员迄今为止开发的基于平面/空间填充几何形状的新型轻质芯板的开发研究，并开发一种可用于通过赋予结构存储和展开功能，未来的大型面板我们的目标是开发可用于创建空间结构的新的可展开结构元件。经过过去一年的努力，我们开发了一种具有以下功能的核心面板。可部署的性能。 2011财年，即我们研究的第二年，我们将重点开发这些芯板的先进模型，提出新的应用，并评估其机械性能。弯曲一块平板时，我们首先检查展开视图中的折线、狭缝图案以及三维结构后的形状。通过阐明它们之间的几何关系，它的巨大优势是能够直接创建所需的3D形状，而不需要其他加工步骤。此外，该方法可以应用于以硅树脂为基础材料的先进复合材料。我们提出了一种将CFRP片材与柔性复合材料（CFRS）相结合，在CFRP片材中自由引入折叠线的方法，并开发了一种制造任意截面CFRP蜂窝芯的新方法。此外，我们去年还开发了使用复合材料的原型对研制成功的NRP蜂窝体进行了面外剪切试验和压缩试验，评价其作为夹芯板芯材的基本性能。