デジタルファブリケーション技術を用いた弾性特性の設計・製作のための情報環境の構築

利用数字制造技术构建弹性性能设计与制造的信息环境

• 批准号: 14J07193
• 负责人: 大嶋 泰介
• 金额: $ 2.11万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2014
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2014-04-25 至 2017-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14J07193/
• 关键词: デジタルファブリケーション; コンピューテショナルデザイン; コンピュテーショナルマテリアルズ; コンピュテーショナルデザイン; マテリアルサイエンス; コンピュテーショナルマテリアル; CAD/CAE/CAM

今年度の成果として、平面からあらかじめ設計した複曲面を含む比較的自由な形状の曲面に変形する構造とその設計手法の提案を行った. 提案構造は具体的には、既存の構造の間に箱型バネ(Box Spring)と呼ばれる構造を加えた構造である. 提案構造の入力された目的の形状に変形が誘導されるという性質を変形モード解析によって評価した. 提案する構造は目的の形状にのみやわからさを持ち、それ以外の変形には高い剛性を持つ事が、この解析を通して示すことができた.また、提案する設計システムでは、入力として変形させたい形状を与え、出力はその形状に変形が自然に誘導される構造を出力する.　変形が自然に誘導されることは、入力形状にのみ柔軟性をもち、その他の変形には高い剛性を持つことによって得られる性質である. より具体的には、主曲率線が定義可能な曲面を入力として与える, 与えられた主曲率線を元に、入力曲面上に変形後の構造を構築する.　構築された構造全体の歪みエネルギが最小となるように平面の構造を最適化する.というプロセスで、目的形状に変形する構造が得られる.この様な設計システムを用いて製作された構造の変形を既存構造と提案構造の変形を比較した.　既存構造は境界条件に依存して変形形状が変わるが、提案構造は境界条件に依存することなく、目的の変形形状に変形することが確かめられた . より精密な境界条件で荷重実験を行うことが今後の課題と言える.

Our の results と し て, plane か ら あ ら か じ め design し た toric を む comparative freedom な の surface shape に - shaped す る tectonic と そ の line design gimmick の proposal を っ た. Proposal to construct は specific に は, existing の structure between の に Box バ ネ (Box Spring) と shout ば れ る construction を add え た tectonic で あ る. Proposal to construct の さ into force れ た purpose の shape に - shaped が induced さ れ る と い う nature を - shaped モ ー ド parsing に よ っ て review 価 し た. Purpose は proposal す る structure shape の に の み や わ か ら さ を hold ち, そ れ outside の - shaped に は high rigid を い holding が つ, こ の parsing を tong し て in す こ と が で き た. ま た, proposal す る design シ ス テ ム で は, into the force と し て - shaped さ せ た い shape を and え, output は そ の shape に - shaped が inducing に さ れ る tectonic を output す る. - shaped が inducing に さ れ る こ と は, shape into force に の み softness を も ち, そ の he の - shaped に は high rigid を い holding つ こ と に よ っ て have ら れ る nature で あ る. よ り specific に は が definition, principal curvature line may な surface を と into force し て and え る, With え ら れ た main curvature line を yuan に に on a curved surface, the force - shape after を の structure constructing す る. Build さ れ た structure all の slanting み エ ネ ル ギ が minimum と な る よ う を の に plane structure optimization す る. と い う プ ロ セ ス で, target shape に - shaped す る が extensively ら れ る. こ の others な design シ ス テ ム を with い て making さ れ た tectonic の を - form Existing structure と proposal の - shaped を compare し た. Existing structure は boundary conditions に dependent し て - shape shape が - わ る が, proposal structure は boundary conditions に dependent す る こ と な く, purpose の - shape shape に - shaped す る こ と が か indeed め ら れ た. よ り precision な boundary conditions で load be 験 を line う こ と が え と の subject words in future る.

项目成果

Analysis and design of elastic materials formed using 2D repetitive slit pattern

二维重复狭缝图案形成的弹性材料的分析与设计

• 发表时间: 2015
• 作者: Taisuke Ohshima;Tomohiro Tachi;Hiroya Tanaka;Yasushi Yamaguchi
• 通讯作者: Yasushi Yamaguchi