波伝播と衝撃緩和のための新しい多共振器多角形ハニカム折り紙メタマテリアル
A Novel Multi-Resonator Polygonal Honeycomb Origami Metamaterial for Wave Transmission and Impact Mitigation
本論文では、局所共振多角形ハニカム折り紙メタマテリアル(LR-OHS)を提案し、低周波の波減衰と衝撃緩和を実現する。数値計算と実験的検証により、2つの完全なバンドギャップ(BG)が低周波範囲で見つかり、その生成メカニズムは質量-ばねモデルによって理論的に解明された。共振器半径の増加により2つの狭いBGが融合することで、低周波BGが広がることも示された。LR-OHSの衝撃耐性性能は、衝撃パルス下で評価され、非共振器折り紙ハニカムメタマテリアルと比較してピーク反力を43.43%削減した。また、単位セルあたりの共振器数のパラメータ解析により、軽量工学要件を満たしながら高性能を確保する8個の共振器が最適構成であることが特定された。
- 局所共振多角形ハニカム折り紙メタマテリアル(LR-OHS)を提案し、低周波の波減衰と衝撃緩和を実現した
- 非共振器折り紙ハニカムメタマテリアルと比較してピーク反力を43.43%削減した
- 単位セルあたり8個の共振器が最適構成であることを特定した
本論文で提案された局所共振多角形ハニカム折り紙メタマテリアル(LR-OHS)は、低周波帯での波減衰と衝撃緩和において顕著な性能向上(ピーク反力43.43%削減)を示しており、航空宇宙、自動車、防衛産業向けの軽量衝撃吸収素材として応用可能性がある。ただし現時点では学術研究段階であり、実用化や企業関与の具体的な情報はなく、投資判断のトリガーとなる事業化の事象は確認できないため、中長期的な技術ウォッチ対象として位置づけるのが妥当。