• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to previous page

CFRP積層板の非線形弾性挙動を利用した構造ヘルスモニタリング技術の開発

Research Project

Project/Area Number 16760556
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Composite materials/Physical properties
Research InstitutionNational Institute of Advanced Industrial Science and Technology

Principal Investigator

遠山 暢之  独立行政法人産業技術総合研究所, 計測フロンティア研究部門, 研究員 (60344165)

Project Period (FY) 2004 – 2005
Project Status Completed (Fiscal Year 2005)
Budget Amount *help
¥3,500,000 (Direct Cost: ¥3,500,000)
Fiscal Year 2005: ¥1,600,000 (Direct Cost: ¥1,600,000)
Fiscal Year 2004: ¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000)
Keywords炭素繊維強化プラスチック / ラム波 / 非破壊検査 / ひずみ計測 / 損傷 / 弾性率 / 繊維強化プラスチック
Research Abstract

1.ラム波を用いたCFRP積層板の非線形弾性挙動評価および音弾性法の開発
CFRP積層板の引張り負荷下における剛性変化をラム波伝播速度を介して、高精度に測定することを目的として、CFRP積層板の引張り試験片表面に一対の超音波センサを接着し、引張り試験の際のヤング率変化をin-situで測定した。まず一方向積層板のヤング率の負荷ひずみ依存性を測定した結果、炭素繊維の非線形弾性の影響によって、ヤング率がひずみに対して2次関数的に著しく増加する現象を高精度に検出することができた。この実験によって得られた関数を用いて直交積層板の非線形弾性挙動を積層理論を用いて予測した結果、実験値と極めて良好な一致が得られた。以上の結果を基にして、ラム波伝播速度を測定することで、CFRP直交積層板における負荷ひずみを測定する手法を開発し、ひずみゲージによる測定結果と比較した結果、誤差3%以内と良好な精度でひずみ測定が可能であることを実証した。
2.引張り負荷下におけるCFRP直交積層板のトランスバースクラックの定量検出
引張り試験の際にCFRP直交積層板内部に発生するトランスバースクラックを定量検出することを目的として、in-situでラム波伝播速度測定を行い、ヤング率変化を精密に測定した。その結果、引張りひずみの増加とともに、炭素繊維の非線形弾性によるヤング率増加およびクラック発生によるヤング率低下の両方の影響による特異なヤング率変化挙動を詳細に捉えることができた。さらにラム波伝播速度変化のデータを用いて定量的にクラック数を評価するために、非線形弾性挙動を考慮に入れたマイクロメカニクス手法を用いた解析を行い、実験で観察したクラック数と良好な一致を得た。

Report

(2 results)
  • 2005 Annual Research Report
  • 2004 Annual Research Report
  • Research Products

    (4 results)

All 2005 2004

All Journal Article (4 results)

  • [Journal Article] Stiffness evaluation and damage identification in composite beam under tension using Lamb waves2005

    • Author(s)
      Nobuyuki Toyama
    • Journal Title

      Acta Materialia 53・16

      Pages: 4389-4389

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] ラム波伝播速度変化を利用した引張り試験片中のCFRP直交積層板の剛性変化評価および高精度クラック位置標定2005

    • Author(s)
      遠山暢之
    • Journal Title

      日本実験力学会講演論文集 5

      Pages: 278-278

    • Related Report
      2005 Annual Research Report
  • [Journal Article] ラム波速度変化を利用した引張り試験中のCFRP直交積層板の剛性変化評価および高精度クラック位置標定2005

    • Author(s)
      遠山 暢之
    • Journal Title

      日本実験力学会講演論文集 5

      Pages: 278-278

    • Related Report
      2004 Annual Research Report
  • [Journal Article] An investigation of non-linear elastic behavior of CFRP laminates and strain measurement using Lamb waves2004

    • Author(s)
      Nobuyuki Toyama
    • Journal Title

      Composites Science and Technology 64・16

      Pages: 2509-2509

    • Related Report
      2004 Annual Research Report

URL: 

Published: 2004-04-01   Modified: 2016-04-21  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi