マルチスケール計算に基づくフィラー添加CFRPの耐疲労性強靭化設計の指導原理の獲得

• Project/Area Number: 25K00243
• 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: Kyoto University
• Principal Investigator: 河合 江美 京都大学, エネルギー科学研究科, 講師 (80781450)
• Project Period (FY): 2025-04-01 – 2030-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2025)
• Budget Amount: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000); Fiscal Year 2029: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000); Fiscal Year 2028: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000); Fiscal Year 2027: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000); Fiscal Year 2026: ¥260,000 (Direct Cost: ¥200,000、Indirect Cost: ¥60,000); Fiscal Year 2025: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
• Keywords: 分子構造 / 樹脂内き裂 / 繊維/樹脂界面はく離 / 分子動力学法 / 有限要素法

Outline of Research at the Start

炭素繊維強化プラスチック(CFRP)の耐疲労性向上のための手段として、母材である樹脂へのナノ・マイクロスケールフィラーの添加があるものの、CFRPの適用範囲拡大のためにさらなる耐疲労性の向上が求められている。この課題を解決するために、本研究では、分子動力学(MD)法と有限要素法(FEM)から構成されるマルチスケールシミュレーションに基づきフィラー添加CFRPの耐疲労性強靭化設計の指導原理を獲得する。本技術により、最大限の耐疲労性を発揮できる最適なフィラーおよび樹脂の分子構造の提案が可能になるとともに、他の繊維強化複合材料に対しても展開できる。