The Journal of 4D and Functional Fabrication
J4DFFトップ  / 2024年号(No.3) / 嶋貫
投稿案内
論文
板厚傾斜を有する舘―三浦の多面体によるオーゼティック構造の準静的および動的荷重による圧縮試験の比較 　　PDFをダウンロード (3,041KB)
嶋貫 研人，富田 直，梅本 和彦
キーワード：折紙構造，舘―三浦の多面体，負のポアソン比，エネルギー吸収，積層造形
The Journal of 4D and Functional Fabrication, No.3 pp. 1-8 (2024) 
発行日 2024年8月31日
公開日 2024年8月31日
受理日 2024年2月27日
DOI https://doi.org/10.34498/4dff.3.1


要約
衝撃を受ける構造体の荷重―変位特性をコントロールする方法として，折紙の幾何学を利用したエネルギー吸収構造が研究されている．折紙構造の一つである舘―三浦の多面体は，3 次元空間を充填でき，運動が分岐する折畳み角が存在し，耐荷重性が変化する特性を有する．
本研究では，舘―三浦の多面体の幾何学に基づいた見かけのポアソン比が負のマルチセル構造において，圧縮方向の傾斜的な板厚変化を持つ試験片を3D プリンティングで造形して準静的圧縮試験で試験片を圧潰し，衝撃試験による結果と比較することで荷重―変位特性および座屈に対するひずみ速度の影響を評価する．その結果，ひずみ速度が小さくなることで，板厚が一定のマルチセル構造は小さな変形でも構造全体が座屈してしまう一方で，板厚傾斜によって局所的な座屈を誘発することで全体座屈を抑制できることがわかった．局所的な座屈が発生する構造により，材料の粘性に起因する，ひずみ速度の増加に伴う圧縮時に発生する初期ピーク荷重の増加を低減できる可能性が示唆された．
Abstract
Energy-absorption structures that utilize the geometry of origami are gaining attention as a method for controlling the load-displacement characteristics of structures subjected to impact. Among the various origami structures, TMP（Tachi-Miura polyhedron）based cellular structures exhibit unique mechanical properties, such as a switchable load-bearing capability through transition between collapsible and load-bearing states.
This paper explores the influence of graded thickness of panels on the energy absorption performance and buckling deformation of TMP-based cellular structures under a load-bearing state in both quasi-static compression and impact tests. The cellular structures were fabricated using additive manufacturing techniques as specimens. The results from both tests indicate that buckling of the entire structure can be suppressed by inducing local buckling via thickness grading.Moreover, the TMP with graded thickness mitigated the initial peak load, attributed to the viscosity of the material with increasing strain rate.
@日本画像学会 
The Journal of 4D and Functional Fabrication 
発行日  2024年8月31日 
発行人  田中 浩也 
発行所 〒164-8678 東京都中野区本町2-9-8-5 東京工芸大学内
一般社団法人日本画像学会 4DFF研究会
Email:infosig4dff.org
Special Interest Group of 4DFF in Imaging Society of Japan
電話03(3373)9576
https://sig4dff.org/
  　
著作物の複製・転載・翻訳などの許諾は本学会4DFF研究会までご連絡ください

編集・発行：一般社団法人 日本画像学会