航空機積層複合材構造の実時間・遠隔損傷拡大抑制システム

1995 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07555301
• Research Category: Grant-in-Aid for Developmental Scientific Research (B)
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 関根 英樹 東北大学, 工学部, 教授 (20005359)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 胡 寧 東北大学, 工学部, 助手 (60250685) ; 鈴木 寛 東北大学, 工学部, 助手 (90179242) ; 神谷 庄司 東北大学, 工学部, 助手 (00204628) ; 福永 久雄 東北大学, 工学部, 助教授 (50134664)
• Keywords: 積層複合材構造 / 損傷 / 同定 / マイクロメカニックス / 数値シミュレーション / 圧電セラミックス / 損傷拡大抑制システム

Research Abstract

衝撃荷重あるいは疲労荷重を受ける航空機積層複合材構造について、実時間損傷同定システム、損傷拡大および残留強度の予測システム、アクティブ損傷拡大抑制システムからなる総合的システムを開発するために次の三つのテーマについて研究を実施した。
1.衝撃負荷あるいは疲労による損傷の実時間同定
システム同定手法と数理計画法による最適化手法を用いて、積層複合材構造について集中荷重による曲げたたわみの損傷前後の変異計測により損傷位置および程度を同定する手法を検討した。さらに、積層複合材構造の変位の動的応答の観点から、外力の同定も加えて、実時間損傷同定システムを高精度化にするための実験的研究を開始した。
2.損傷進展開解析に基づく損傷拡大および残留強度の予測
クロスプライおよび擬似等方性積層複合材を対象として、マイクロメカニックス手法を基礎とした損傷拡大の数値シミュレーンプログラムを開発した。そこでは、複数の層間はく難の同時進展のシミュレーションも可能とした。
3.アクティブに損傷拡大を抑制するシステムの開発
圧電アクチュエータとしてチタン酸イルコン酸鉛系圧電セラミックスを用いた損傷拡大抑制システムの単純なモデルを作成した。

Research Products

• [Publications] H.Sekine: "Numerical Analysis of Impact Response of Composite Laminates with a Delamination" 第20回複合材料シンポジウム講演要旨集. 69-70 (1995)
• [Publications] M. Sato: "Layup Optimization of Laminated Composites under Thermomechanical Loading" Proc. Int.Symp.Microsystems,Intell. Mater., Robots. 251-254 (1995)