竜太のテクニカルメモ

物理やへっぽこなゲーム作りについて易しく解説するよ

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ねじれに強いプレートとねじれに弱いが頑丈な骨格

ども,竜太です.ども.

今回はプレートと骨格の役割の違いと本質的に頑丈で軽い骨格についてのアイデアをご紹介します.

家は壁と柱からなる!

突然ですが,家を建てる時,通常は柱と壁を用意します. そして完成した家の物理的強度は柱と壁の両方から得られます. 皆さん知っていたでしょうか? 実は壁と柱では得られる強度の強さの種類が全く違うのです. 例えば比較的軽くて大きな重量に耐えられるのは柱ですが,反面ねじれに対しては大変弱い側面も持ってます. 一方,重くて若干もろい壁は逆にねじれに関してはかなり強いという性質があります. 従来の建築物はこの両方の性質をうまく組み合わせて全体的に軽くて強靭な建築物を作っていたのです.

柱は軽くて壁は重い

ただし,一点問題があります. 一般に柱は軽いのに対して壁は面積を覆うので重くなりがちであるという点です. そこで次のような建築構造が考えられます. 強度のすべてを柱だけに任せて壁はあたかも薄い障子紙を張ったかのような構造にする,というものです. これだと,軽くて頑丈な建築物が作れるため例えばPorterのような空を飛ぶ乗り物に大変有効です. このような構造はありうるのでしょうか?

もっとも頑丈な構造は三角形を張り合わせた構造

はい,多角形で唯一形が崩れないのが三角形です. したがって三角形がねじれる方向側に向いている場合その向きにはほとんどねじることができません. これは三角形,特に正三角形を中心に立体的に張り合わせればどちらの向きでもねじれに強くしかも強靭な構造物が作れます. しかもとっても軽くできます. こうして軽くて強靭な航空機用の構造体の基本的構造体の原理が分かりました.

ここまで読んでくださって有難うございます. 何か間違い等ございましたら,ご報告いただけると幸いです^^


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