ハニカム構造が強い理由を考える
まず最初に、ちょっと気になったことを言う。
↓ 週間少年マガジンに掲載されてる「DAYS(デイズ)」というサッカー漫画
ゴールの網目が四角形になっている。
ぶっちゃけ、今時の国立競技場のゴールに、こんな網目のゴールなど無いw
↓ 同じく週間少年マガジン掲載の「エリアの騎士」というサッカー漫画
ゴールの網目が六角形になっている。
こっちが正しい。
このような六角形の平面充填を「ハニカム構造」という。
※ 「ハニカム(honeycomb)」は「蜂の巣型」の意味。蜂の巣が六角形で作られてるので「ハニカム構造」と言う。
平面充填って何?
平面充填(へいめんじゅうてん)っていうのは、面を隙間なく敷き詰めることを言う。
平面を充填する形は何でも良いのだが、全て同じ形状で平面充填が可能なのは、三角形・四角形・六角形しかないことが、数学者のピタゴラス によって証明されている。
強度
三角形・四角形・六角形のうち、「強度」という点で言えば、三角形が一番強い。
例えば、三角形と四角形を比較すれば、
三角形は変形しにくいが、四角形は変形しやすい。
ちなみに、六角形の場合、単一の六角形なら変形しやすいが、平面充填した状態だと三角形には劣るが変形しにくくなる。
でも、それなら三角形でいーじゃん ヽ(´ー`)ノw
と、言うわけでもない。
力の分散
ある一方向から力が加わった際には、その衝撃は、他の面に分散して力が伝わる。
三角形だと、力は残りの2方向にしか分散しないが、
六角形だと、力は残りの5方向にまで分散することができる。
力が分散されるということは、つまり、それぞれの面が受ける衝撃力が小さくなるってことだ。
ちなみに、上記と同様の理由で、他の面に衝撃を分散するのであれば、
円形が一番、力を分散しやすいってことになる。
が、円だと隙間無く敷き詰める平面充填ができない。
ハニカム構造は衝撃に強い
ここまでの説明で、おおよそ分かってもらえたと思うが、
六角形による「ハニカム構造」は衝撃に対して強い。
冒頭で挙げたサッカーゴールの網目で言えば、
四角形の場合だと、衝撃の分散方向が少ないため、糸が切れやすい。
六角形だと、衝撃を分散する方向が多くなるので、糸が切れにくいのである。
結論
頑丈さを求めるなら三角形
柔軟性(衝撃吸収力)を求めるなら六角形で OK
ディスカッション
コメント一覧
気になったので(^-^)
ゴールの六角形は強度ではなく
ゴールしたときネットに当たったボールのとどまる時間が長くなるからとのことだったと記憶してます。 開発者が以前テレビで言ってました。
キックミーさん。
はい、そうですよ(「六角形は強度ではなく」というのは間違ってますが)。
四角形と六角形でボールを当てればわかります。
四角形だと強度が高いためボールが跳ねます。
六角形だと柔軟性が高いため包み込むようにしてボールが下に落ちます。
四角形で糸が切れやすいのは「強度が高いから」です。
(^-^)勉強になりました。
返信有り難うございます