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多自由度メカニズムをもつ展開構造の解析と設計手法

多自由度机构展开结构分析与设计方法

基本信息

批准号：
20J21650
负责人：
早川健太郎
金额：
$ 1.73万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-24 至 2023-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

令和4年度は昨年度に引き続き，多自由度剛体折紙の荷重下での変形メカニズムの詳細な解析に関する研究を実施した。また，令和4年5月から7月の約3か月間，英国のThe University of Cambridgeに滞在し，現地研究者と剛体折紙の安定性に関する共同研究を実施した。多自由度剛体折紙の変形メカニズムの解析では，昨年度開発したエネルギー最小化による剛体折紙の釣合経路の探索手法を用いて得られた結果のさらなる検証を実施した。さらに，これまで用いていたフレームモデルとよばれる剛体折紙の数理モデルの課題であった，独立変数の数が多いことに起因する計算効率の低さを改善するために新たな数理モデルの開発を行った。新たな数理モデルを用いて重力および頂点への集中荷重下での釣合経路の分岐現象を数値例題で解析し，3Dプリンター等で製作した模型によっても同様に分岐によってさまざま変形経路が得られることを確認した。フレームモデルを使用した場合と比較して，面数・折線数の大きい大規模な剛体折紙の解析において顕著に計算時間が削減されることも確認した。The University of Cambridgeでの共同研究では，変形メカニズムを表す幾何学的な制約条件式が多項式で表現されるような数理モデルに関して，剛体折り可能性，prestress stability等の剛体折紙の機構学的・力学的性質の詳細な検討を行った。検討には骨組の安定性理論，組み合わせ剛性理論を援用し，モデルを構成する制約条件式の与え方が上記の剛体折紙の性質に関する解析結果に与える影響を解析的に評価した。

In 2005 and 2004, the detailed analysis of the deformation of multi-degree-of-freedom rigid bodies under load was carried out. In May 2004, The University of Cambridge in England conducted joint research on the stability of rigid bodies. The analysis of the multi-degree-of-freedom rigid body structure is carried out in the following way: the optimization of the rigid body structure is carried out in the last year, and the results are obtained. In this case, the number of independent numbers is increased by the number of causes, and the calculation rate is improved by the number of independent numbers. The new mathematical model is used to analyze the divergence phenomenon of the fishing path under the concentrated load of gravity and vertex. The 3D model is made to confirm the divergence phenomenon of the fishing path under the concentrated load of vertex. The number of faces, the number of folds, and the calculation time of rigid body analysis are reduced. The University of Cambridge conducted joint research on the detailed analysis of mechanical properties of rigid bodies such as the possibility of rigid body collapse, stress stability, etc. This paper discusses the stability theory of the rigid body, and makes use of the rigid body theory.