繊維強化複合材料を対象とした数値解析における損傷変数の物理的実態の解明

• Project/Area Number: 24K08052
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 26030:Composite materials and interfaces-related
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 南雲 佳子 東北大学, 工学研究科, 助教 (70711927)
• Project Period (FY): 2024-04-01 – 2027-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2024)
• Budget Amount: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000); Fiscal Year 2026: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000); Fiscal Year 2025: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000); Fiscal Year 2024: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
• Keywords: 損傷 / 有限要素解析 / 繊維強化複合材料

Outline of Research at the Start

繊維強化複合材製の積層板には外的負荷に応じて破壊に至る前から層内にはマトリクスクラックおよび繊維破断また層間にははく離といった損傷が発生する．数値解析ではこれらの損傷進展を損傷変数という0から1の値で表す損傷力学的手法を用いるが，多様な試験条件下で発生する損傷との対応関係は明らかでない部分もある．
本研究では航空機の構造材としても使用されつつある熱可塑性樹脂を用いた繊維強化複合材について，直交積層板を対象に提案されたクラック密度と損傷変数と対応づける解析的手法を有孔引張試験や面外衝撃試験後の擬似等方積層板試験片に応用し，損傷変数と損傷の物理的実態との対応関係を明らかにすることを目指す．