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Complex Mechanics of Advanced Composite Materials Evolving from Computational Image Diagnosis

Research Project

Project/Area Number 25289004
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypePartial Multi-year Fund
Section一般
Research Field Materials/Mechanics of materials
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

Masaki Hojo  京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (70252492)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) NISHIKAWA Masaaki  京都大学, 大学院工学研究科, 准教授 (60512085)
MATSUDA Naoki  京都大学, 大学院工学研究科, 助教 (90756818)
Project Period (FY) 2013-04-01 – 2016-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2015)
Budget Amount *help
¥18,330,000 (Direct Cost: ¥14,100,000、Indirect Cost: ¥4,230,000)
Fiscal Year 2015: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2014: ¥6,370,000 (Direct Cost: ¥4,900,000、Indirect Cost: ¥1,470,000)
Fiscal Year 2013: ¥7,540,000 (Direct Cost: ¥5,800,000、Indirect Cost: ¥1,740,000)
Keywords計算画像診断 / 先進複合材料 / 複雑系マイクロメカニクス / 力学微視構造 / サーモグラフィ / 変形評価
Outline of Final Research Achievements

For improving the manufacturing process of composite structures, it is essential to evaluate three-dimensional microscopic deformation that depends on mechanical microstructures consisting of fibers and polymer matrix, and to optimize the microstructures of composites from viewpoints of the reduction of manufacturing-induced residual stress and the enhancement of composite strength and durability. For this purpose, we established a method to evaluate fatigue damage progress of composites based on infrared thermography and a method to evaluate local deformation caused by preforming process of woven fabrics based on image-based measurements. Utilizing the methods, we clarified micromechanical factors which influence the fatigue damage process of materials and forming process of preforms. Furthermore, we presented fiber-based simulations to analyze macroscopic mechanical properties of composite materials considering micromechanical information including fiber architecture in composites.

Report

(4 results)
  • 2015 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2014 Annual Research Report
  • 2013 Annual Research Report
  • Research Products

    (33 results)

All 2016 2015 2014 2013 Other

All Journal Article (8 results) (of which Peer Reviewed: 8 results) Presentation (23 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] CF/Epoxy積層板のモードⅠ層間/層内疲労き裂進展抵抗のき裂長さ依存性に関する検討2016

    • Author(s)
      佐藤成道,北條正樹,西川雅章
    • Journal Title

      日本複合材料学会誌

      Volume: 42 Pages: 34-45

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      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Intralaminar fatigue crack growth properties of conventional and interlayer toughened CFRP laminate under mode I loading2015

    • Author(s)
      Narumichi Sato, Masaki Hojo, Masaaki Nishikawa
    • Journal Title

      Composites Part A

      Volume: 68 Pages: 202-211

    • DOI

      10.1016/j.compositesa.2014.09.031

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      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] CF/PA6積層板の熱融着を利用した衝撃損傷修復と圧縮強度の回復2015

    • Author(s)
      金崎真人,内城千翔,田中基嗣,斉藤博嗣,西川雅章,北條正樹,金原勲
    • Journal Title

      日本複合材料学会誌

      Volume: 41 Pages: 33-44

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      2014 Annual Research Report
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  • [Journal Article] 熱可塑性を利用したCF/PA6積層板の衝撃損傷修復と残留圧縮強度の評価2014

    • Author(s)
      金崎真人,内城千翔,田中基嗣,斉藤博嗣,西川雅章,北條正樹,金原勲
    • Journal Title

      日本複合材料学会誌

      Volume: 40 Pages: 106-117

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Effect of Crack Arrester on Fatigue Crack Growth in Foam Core Sandwich Panel under Mode I Type Loading2014

    • Author(s)
      H. Matsuda, G. Matsubara, A. Kuraishi, Y. Hirose, M. Hojo
    • Journal Title

      Composites Part A

      Volume: 56 Pages: 36-43

    • DOI

      10.1016/j.compositesa.2013.09.004

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      2013 Annual Research Report
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  • [Journal Article] CFRPのトランスバースひずみ分布計測を目的とした繊維位置探索による画像解析手法の開発2014

    • Author(s)
      津村祐介,新玉重貴,西川雅章,北條正樹
    • Journal Title

      日本複合材料学会誌

      Volume: 40 Pages: 71-80

    • NAID

      130004872176

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      2013 Annual Research Report
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  • [Journal Article] Numerical Analysis of Splice-Type Crack Arrester with a Filler under Mode-I Type Loading2013

    • Author(s)
      Y. Hirose, H. Matsuda, G. Matsubara, M. Hojo, K. Yoshida, F. Inamura
    • Journal Title

      Composite Structures

      Volume: 100 Pages: 127-134

    • DOI

      10.1016/j.compstruct.2012.12.045

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      2013 Annual Research Report
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  • [Journal Article] Experimental Evaluation of Splice-Type Crack Arrester with a Filler under Mode-I Type Loading2013

    • Author(s)
      Y. Hirose, H. Matsuda, G. Matsubara, M. Hojo, K. Yoshida, F. Inamur
    • Journal Title

      Composite Structures

      Volume: 100 Pages: 300-306

    • DOI

      10.1016/j.compstruct.2012.12.047

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      2013 Annual Research Report
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  • [Presentation] ボイドがCFRPの層間せん断強度に与える影響の検討2016

    • Author(s)
      古賀貢史,橋爪良輔,新玉重貴,西川雅章,北條正樹
    • Organizer
      第7回日本複合材料会議(JCCM-7)
    • Place of Presentation
      京都テルサ,京都市,京都府
    • Year and Date
      2016-03-18
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      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] 炭素繊維織物の曲げ変形の有限要素解析による面外せん断特性の評価2016

    • Author(s)
      高橋奈緒子,西川雅章,北條正樹
    • Organizer
      第7回日本複合材料会議(JCCM-7)
    • Place of Presentation
      京都テルサ,京都市,京都府
    • Year and Date
      2016-03-16
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      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] CFRP内部のボイドの観察と幾何形状を考慮した力学特性の有限要素解析2015

    • Author(s)
      古賀貢史,橋爪良輔,新玉重貴,西川雅章,北條正樹
    • Organizer
      日本機械学会M&M2015材料力学カンファレンス
    • Place of Presentation
      慶應義塾大学 矢上キャンパス,横浜市,神奈川県
    • Year and Date
      2015-11-21
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      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] 炭素繊維織物の曲げ負荷下における変形過程に関する実験的評価2015

    • Author(s)
      高橋奈緒子,西川雅章,北條正樹
    • Organizer
      日本機械学会M&M2015材料力学カンファレンス
    • Place of Presentation
      慶應義塾大学 矢上キャンパス,横浜市,神奈川県
    • Year and Date
      2015-11-21
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      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] ボイドを含むCFRP構造要素に対する実験的強度評価2015

    • Author(s)
      橋爪良輔,新玉重貴,古賀貢史,西川雅章,北條正樹,松田直樹
    • Organizer
      第23回機械材料・材料加工技術講演会
    • Place of Presentation
      広島大学 東広島キャンパス,東広島市,広島県
    • Year and Date
      2015-11-15
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      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] ボイドがある場合のCFRP積層板強度への影響評価2015

    • Author(s)
      新玉重貴, 橋爪良輔, 古賀貢史, 津村祐介, 西川雅章, 北條正樹
    • Organizer
      第53回飛行機シンポジウム
    • Place of Presentation
      松山市総合コミュニティセンター,松山市,愛媛県
    • Year and Date
      2015-11-12
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      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] 不連続CFRTPの塑性力学特性の微視的解析2015

    • Author(s)
      福造晃,西川雅章,北條正樹
    • Organizer
      第1回材料WEEK 若手学生研究発表会
    • Place of Presentation
      京都テルサ,京都市,京都府
    • Year and Date
      2015-10-13
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      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] Techniques of finite element analysis for evaluating drape performance for CFRP components2015

    • Author(s)
      Masaaki Nishikawa, Saki Morita, Masaki Hojo
    • Organizer
      South-East-Asia-Japan Conference on Composite Materials (SEAJCCM)
    • Place of Presentation
      University Town, National University of Singapore, Singapore
    • Year and Date
      2015-09-23
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      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Influence of voids on transverse crack onset location in CFRP laminates using X-ray computed tomography2015

    • Author(s)
      Shigeki Aratama, Yusuke Tsumura, Ryosuke Hashizume, Masaaki Nishikawa, Masaki Hojo
    • Organizer
      20th International Conference on Composite Materials (ICCM-20)
    • Place of Presentation
      Bella Center, Copenhagen Congress Center, Copenhagen, Denmark
    • Year and Date
      2015-07-20
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      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 炭素繊維織物の織り構造の違いによる曲げ特性への影響の評価2015

    • Author(s)
      高橋奈緒子,森田早紀,西川雅章,北條正樹
    • Organizer
      日本機械学会 関西学生会平成26年度学生員卒業研究発表会
    • Place of Presentation
      京都大学 桂キャンパス
    • Year and Date
      2015-03-14
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      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 融着によるCF/PA6積層板の層間はく離の修復と融着部の力学的評価2015

    • Author(s)
      金崎真人,内城千翔,田中基嗣,斉藤博嗣,北條正樹,鵜澤潔,金原勲
    • Organizer
      第6回日本複合材料会議(JCCM-6)
    • Place of Presentation
      東京理科大学 葛飾キャンパス
    • Year and Date
      2015-03-06
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      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 不連続CFRTPの塑性特性の実験と解析2015

    • Author(s)
      福造晃,西川雅章,北條正樹
    • Organizer
      第6回日本複合材料会議(JCCM-6)
    • Place of Presentation
      東京理科大学 葛飾キャンパス
    • Year and Date
      2015-03-04
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      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 角部を有する構造のための織物プリフォーム賦形における繊維束変形の評価2014

    • Author(s)
      森田早紀,西川雅章,北條正樹
    • Organizer
      第39回複合材料シンポジウム
    • Place of Presentation
      秋田大学 手形キャンパス
    • Year and Date
      2014-09-19
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      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 熱融着を目的としたCF/PA6複合材料の平行平板間における繊維・樹脂流動特性評価2014

    • Author(s)
      北口尚紀,金崎真人,西川雅章,北條正樹
    • Organizer
      第39回複合材料シンポジウム
    • Place of Presentation
      秋田大学 手形キャンパス
    • Year and Date
      2014-09-18
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      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 射出成形されたCFRTPの非線形力学特性の解析2014

    • Author(s)
      福造晃,西川雅章,北條正樹
    • Organizer
      第39回複合材料シンポジウム
    • Place of Presentation
      秋田大学 手形キャンパス
    • Year and Date
      2014-09-18
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      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] CF/PA6積層板の修復における衝撃損傷の形態と熱融着による圧縮強度の回復2014

    • Author(s)
      金崎 真人,内城 千翔,田中 基嗣,斉藤 博嗣,西川 雅章,北條 正樹,金原 勲
    • Organizer
      2014年度 JCOM 若手シンポジウム
    • Place of Presentation
      高知工科大学 香美キャンパス
    • Year and Date
      2014-09-02
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      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] CF/PA6積層板の衝撃損傷形態と熱融着による損傷修復後の面内圧縮強度2014

    • Author(s)
      金崎真人,内城千翔,田中基嗣,斉藤博嗣,西川雅章,北條正樹,金原勲
    • Organizer
      日本機械学会M&M2014材料力学カンファレス
    • Place of Presentation
      福島大学 金谷川キャンパス
    • Year and Date
      2014-07-20
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      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 繊維基材を用いた単層複合材料の硬化ひずみ異方性の検討

    • Author(s)
      後藤聡,西川雅章,北條正樹
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      日本機械学会 2013年度年次大会
    • Place of Presentation
      岡山大学(岡山県岡山市)
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      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] プリフォーム複合材の力学微視構造と疲労損傷累積過程との相関に関する解析

    • Author(s)
      塚本匠,西川雅章,北條正樹
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      第38回複合材料シンポジウム
    • Place of Presentation
      鹿児島大学(鹿児島県鹿児島市)
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  • [Presentation] 三次元画像再構築技術による不織布中の繊維位置の評価

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      森田早紀,西川雅章,北條正樹
    • Organizer
      第38回複合材料シンポジウム
    • Place of Presentation
      鹿児島大学(鹿児島県鹿児島市)
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      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 繊維基材を用いた複合材料の硬化に伴う残留ひずみの評価

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      後藤聡,西川雅章,北條正樹
    • Organizer
      日本機械学会 第21回機械材料・材料加工技術講演会
    • Place of Presentation
      首都大学東京(東京都八王子市)
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      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 有限要素解析を用いた角部を有する構造のための織物プリフォーム賦形における変形の評価

    • Author(s)
      森田早紀,西川雅章,北條正樹
    • Organizer
      第5回日本複合材料会議
    • Place of Presentation
      キャンパスプラザ京都(京都府京都市)
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      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 疲労負荷下における平織複合材料の損傷評価に対する散逸エネルギ計測法の有用性の検討

    • Author(s)
      塚本匠,西川雅章,北條正樹
    • Organizer
      第5回日本複合材料会議
    • Place of Presentation
      キャンパスプラザ京都(京都府京都市)
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      2013 Annual Research Report
  • [Remarks] 研究室ホームページ

    • URL

      http://ams.me.kyoto-u.ac.jp

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Remarks] http://ams.me.kyoto-u.ac.jp

    • Related Report
      2014 Annual Research Report

URL: 

Published: 2013-05-21   Modified: 2019-07-29  

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