| Project/Area Number |
21K14353
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 24010:Aerospace engineering-related
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| Research Institution | Japan Aerospace EXploration Agency |
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Principal Investigator |
久田 深作 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 航空技術部門, 研究開発員 (10898810)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2022: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
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| Keywords | 複合材料 / 成形 / Tool-part interaction / 光ファイバ / 残留変形 |
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| Outline of Research at the Start |
複合材構造の製造時間・コストを低減し、航空宇宙構造への複合材適用を拡大するために必要な製造シミュレーションに向けた成形モデル構築を目指す。複合材成形過程における複合材-治具間の干渉に起因する残留変形メカニズムを光ファイバセンサによるその場計測に基づいて明らかにし、成形治具及び複合材中の繊維・樹脂の力学挙動と紐づけてモデル化する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
今年度は,昨年度構築した複合材成形過程における複合材-治具間でのせん断応力を推定するための試験技術（WDM(Wavelength Division Multiplexer)方式による光ファイバ多点計測と極薄アルミ板を組み合わせたもの）を用いて,複数の材料種（層間樹脂層の有無,厚さなど）や成形条件（成形温度および保持時間）における試験片長手方向のひずみ分布および成形後の変形量を取得した.試験片長手方向の各位置におけるひずみ計測結果と理論式から，成形中の複合材-治具間のせん断応力および界面状態（Sticking or sliding）を推定した．
今年度の研究によって得られた成果として，先行研究ではTool-part interactionとの関連性が指摘されていなかった昇温時の樹脂状態と複合材-治具間のせん断応力、またその結果としての成形後の変形量に相関があるという新しい知見が得られたことが挙げられる.これは昨年度の研究によって,従来では不可能であった成形中の複合材-治具間のせん断応力の直接的な評価が可能になったためである．この知見を活用して,複合材成形中の現象を再現できるように成形シミュレーション技術を構築していくことで,成形シミュレーションの精度が向上し，複合材成形後の残留変形がより正確に予測できるようになる．結果として，製造品質の向上やプロセス設計の効率化に寄与できるという点で重要である．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
今年度は成形シミュレーション構築に必要な計測技術の構築および必要なデータ取得を予定通り終了することができたため，順調に進展したと言える．
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| Strategy for Future Research Activity |
今年度得られた知見を用いて，複合材成形過程におけるTool-part interactionを再現する成形シミュレーション手法を構築する．また，構築した成形シミュレーション技術を活用して今後の複合材成形プロセス設計の指針を得る．
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