号数	ばね論文集 64 号（ 2019 年）
ページ数	pp.23-31
種類	論文
論文名	和弓における動力学的解析(非線形復元ばね特性と動的挙動)
Title	Nonlinear Dynamic Analysis of a Japanese bow(Nonlinear Spring Characteristics and Dynamic Behavior)
著者	大槻敦巳1)，大島成通1)
Author	Atsumi OHTSUKI1),Shigemichi OHSHIMA1)
抄録	伝統的な日本の弓，和弓は、非常に柔軟性の高い竹と木材で作られたクラッド材（複合材料）である．それぞれの弓部は，長さに沿って異なる断面積を有するとともに曲率半径も異なっている複数の円弧状パーツで成り立っている．和弓を使うまでには3つの段階がある．まず，弓は自由な状態に立っている．その後，弦，いわゆる紐を使用して負の曲率を持つように曲げ拘束され，最終的には正の曲率を持つようなさまざまな形になるよう成形される．和弓は対称な形をしておらず，またグリップの位置も弓の中心からずれている．したがって，和弓の変形特性や解析する力学は非常に複雑である．近年、弓と矢の設計における解析的および技術的な側面からの興味/関心の高まりによって，こうした柔軟性を有する弓の大きな変形の解析が大きく注目されている．本研究は，多数の円弧状セグメントからなる簡略化モデルを用いて得られた和弓の理論解析結果の詳細を提示したものである．各セグメントは，大変形する非線形可撓性はりとして扱われるとともに個々の円弧状セグメントの変形解析はElastica理論から導かれただ円積分を利用して行われる．さらに，提示した大変形理論の適用性を確認するために，大たわみ変形実験が行われた．その結果，弦に拘束，負荷された和弓の大変形形状に関して，理論解析の結果は，実験的に測定されたものとかなりよい一致を示した．また，ここでは，弓部の曲率半径や弓形状の度合などのパラメータに関する和弓と弓矢の動的特性についても検討した．
Abstract	Traditional Japanese bows have a laminated structure made up of highly flexible bamboo and wood. Each bow is composed of multi arcs having different cross sectional areas along the length and also with different radii of curvature. Three stages setting procedure is required before shooting a Japanese bow. At first the bow is standing free, then, it is bent and constrained to have negative curvature using the bow string (chord), and finally formed into various shapes having positive curvature. Japanese bows does not have a symmetrical shape, and the position of the grip is also shifted from the center of the bow. Therefore, the deformation characteristics and the dynamics to analyze Japanese bows are very complicated. In recent years, large deformation analyses of the flexible bows have attracted attention considerably because of both analytical and technological interests in the design of bows and arrows. This study presents the details of the theoretical analysis results of Japanese bows obtained by using a simplified model consisting of multi arc segments. Each segment is treated as a large deformable nonlinear flexible beam and deformation analysis of individual arc segments is done by using the elliptic integral derived from Elastica theory. Furthermore, in order to confirm the applicability of the proposed large deformation theory, a large deformation experiment is performed. As a result, the theoretical analysis shows a very good agreement with the experimental results for the large deformed shape of the bow, which was restrained and loaded on the string. Moreover, the dynamic characteristics of Japanese bow and arrow with regard to the parameters such as the radius of curvature and bow arc ratio is evaluated.
著者の所属	1)名城大学
Belonging	1)Meijo University Graduate school
Key Words	Japanese bow, Archery, Simulation, Nonlinear Analysis, Large deformation, Elastica