| 톈진대학교, 새로운 후판 종이접기 이론 모델 구축 | ||
|
||
 최근, 톈진(天津)대학 천옌(陳焱) 교수는 영국 옥스포드대학 유중(由衷) 교수와 협력하여 공간 메커니즘 운동학의 기초 이론을 기반으로, 새로운 후판 종이접기 모델 이론을 창의적으로 제안함으로써 종이접기 과학의 이론에서 응용까지의 주요한 병목 문제를 해결하였으며, 종이접기의 구조공학적 응용에 경로를 마련하였다. 해당 연구성과는 “Origami of Thick Panels”란 제목으로 2015년 7월 24일 “Science”에 온라인으로 발표되었다. 종이접기는 오래된 동양 예술이자 새로운 첨단 과학이기도 하다. 종이접기 연구는 수학, 기계, 역학, 재료, 제어, 생물, 의학 등 다양한 기초 학과의 교차 분야이다. 현대 엔지니어는 종이접기 구조를 솔라 패널, 변형 가능한 로봇 등과 같은 다양한 공학분야에 응용하려는 시도를 하였다. 그러나 종이접기 과학의 기초 문제인 종이접기 운동학 모델은 과학계와 공학계의 어려운 문제로 되고 있으며 후판과 관련되는 접기/펴기 메커니즘 이론은 종이접기 과학 분야의 첨단 과제로 꼽히고 있다. 기존의 연구에서 많은 학자들은 종이두께를 제로(zero)로 가설한 다양한 종이접기 모델을 기반으로 두께를 증가하는 기법을 제안하였다. 그러나 이렇게 얻은 후판 구조는 고르지 않게 연속되거나 밀접하게 접히지 않는 단점이 존재하였는데, 그 근본 원인은 구형 메커니즘 모델이 접힘 운동 힌지(hinge)를 동일한 교점에 속박시킴으로써 판 두께와 접힘 운동의 조화를 효과적으로 실현할 수 없기 때문이었다. 그러므로 종이접기와 같은 가벼운 접힘식 후판은 과학자와 엔지니어들이 간절히 갈망하던 해결 방안으로 꼽히고 있다. 천옌 등은 독창적으로 공간 구조로 구형 메커니즘을 대체하는 방법을 이용하여, 과잉 구속 공간 메커니즘 그리드 기반의 후판 종이접기 운동학 모델을 구축하였다. 해당 모델은 다양한 종이접기 노드 분포를 체계적으로 분석함으로써 단일 자유도의 후판 종이접기 조건을 얻었는데, 이로써 기존의 큰 접기/펴기 비율을 갖는 접힘 흔적의 분포를 후판의 접힘에 직접 응용할 수 있게 되었다. 후판 모델 중의 다중 메커니즘 그리드 운동학 분석을 통하여, 후판 접힘과정을 정밀하게 기술하고, 제로두께 종이접기 모델과 후판 종이접기 모델의 운동 면에서의 등가관계를 완전하게 실현하였으며, 후판 종이접기의 어려운 문제를 해결하였다. 정보출처 : http://paper.sciencenet.cn/htmlpaper/201581112464214537071.shtm |
SEARCH
- 정책동향
- 이슈리포트
- 통계DB
- 통계DB