超磁歪素子を用いた精密形状制御を可能とする革新的スマートテンセグリティ構造の開発

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本研究はテンセグリティ構造に超磁歪素子を用いた張力制御ユニットを組み込んだスマートテンセグリティ構造を開発し，数値シミュレーションと実験の両面から有効性を検証し，次世代宇宙構造物の基礎的技術の確立を目的としている．テンセグリティ構造は比強度に優れる構造様式であり，宇宙構造物として適しているが，設計や製作の困難さにより実用化が進んでいない．本課題では当研究グループで取り組んできた展開型，適応制御型のテンセグリティ構造に関する知見を活用し，張力制御ユニットの開発を通して本構造様式の実用化に向けた取り組みを行う．当初計画では超磁歪素子を用いた張力精密制御ユニットの開発を進めることを検討していたが，超磁歪素子の入手性が著しく低下し，複数のユニットの開発が困難な状況となった．また，張力材制御のみによる形状の制御にやや困難が見られたことから，実験モデル設計の見直しと新たに圧縮材制御ユニットを開発し，張力材と圧縮材のハイブリッド制御システムによるスマートテンセグリティ構造システムの実現を目指すこととした．モデルの製作においては昨年度から継続してCFRPを材料とした3Dプリンタを活用するとともに，張力材を高分子ポリエチレンワイヤーからケブラーラインに変更し，比強度と張力材の取り回しやすさを改善した．以上の取り組みにより新たな実験用モデルを開発し，基礎的実験を進めてきたところであるが，新たなシステムを導入したことにより2022年度で完了することとしていた課題についてさらなる検討が必要となり，2023年度に継続して実施する計画に修正した．