第１部門②

[2A07-12-04] Effect of Tapered Form and Hollow Cross-Section on Self-Buckling Resistance

*Tohya Kanahama¹, Motohiro Sato¹ (1. Hokkaido University)

Keywords:Wild Tree, Structural Property, Self-Buckling, Critical Height, Tapered Form, Hollow Cross-Section

自然界の植物には，先端に向かって細くなっていくテーパー形状のように，共通した形状的特徴が存在する。これは，全てに等しく作用する「重力」に起因していると推測できる。テーパー形状は，重力抵抗性を飛躍的に高めることが明らかにされている。これに対し，「断面の中空化」もまた重力抵抗性を高める有効な戦略と考えられるが，背の高い植物のほとんどは，テーパー形状のみを有している。この事実を力学的に洞察することは，バイオニックデザインの観点から，合理的な構造設計のヒントとなる植物の力学的叡智を獲得することに繋がると考えられる。
　本研究の目的は，テーパー形状および中空断面が自重座屈耐性に与える影響を明らかにすることである。植物を様々なテーパーと空洞を持つ円柱としてモデル化し，限界高さの理論解を導出した。その結果，体積一定条件下では，テーパー形状と断面の中空化による影響は，ほとんど同程度であることが分かった。