光ファイバセンサによる先端複合材料用オートクレーブ成形エキスパートシステムの開発

1995 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07555528
• Research Category: Grant-in-Aid for Developmental Scientific Research (B)
• Research Institution: Osaka City University
• Principal Investigator: 福田 武人 大阪市立大学, 工学部, 教授 (40047155)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 北出 真太郎 石川島播磨重工業(株), 技術研究所, 研究員 ; 逢坂 勝彦 大阪市立大学, 工学部, 講師 (10167299) ; 元木 信弥 大阪市立大学, 工学部, 助教授 (40221626)
• Keywords: オートクレーブ成形 / 先端複合材料 / エキスパートシステム / マトリックス樹脂硬化 / 内部ひずみ / モニタリング

Research Abstract

本研究は、先端複合材料における光ファイバセンサを用いたオートクレーブ成形エキスパートシステムの構築を目的とするものであるが、本年度はまず、成形エキスパートシステム構築のための光ファイバセンサによる成形品内部状態のモニタリング技術について検討した。その結果、以下の項目について新たな成果が得られた。
(1)成形過程におけるマトリックス樹脂の硬化状態のモニタリング
オートクレーブによる先端複合材料成形において、その成形過程における光ファイバセンサを使った硬化状態のモニタリングを行うため、まず、誘電率測定装置による成形過程での硬化状態のモニタリングを行った。成形条件を種々に変化させて成形を行い、各成形条件におけるマトリックス樹脂の硬化状態をモニタリングした。その結果、成形過程におけるマトリックス樹脂の硬化状態のモニタリングが可能であることがわかった。そして、光ファイバによる硬化状態の測定のための基礎データを得ることができた。
(2)マトリックス樹脂硬化後の成形品内部ひずみの測定。
本研究では、成形過程のみならず成形後も光ファイバセンサを用いて内部ひずみをモニタリングすることを目的としているため、種々の使用状態における複合材料の内部ひずみを測定できることが必要である。そのため、光ファイバセンサによるひずみ測定が振動などの動的状態においてもリアルタイムで測定できることが必要になる。そこで、マイケルソン型干渉計を使い、その干渉計出力からリアルタイムでひずみの値を得ることができるコンピュータプログラムを含んだひずみ測定システムを製作した。そして、光ファイバを埋め込んだFRP積層板について振動試験を行い、製作したシステムがリアルタイムで内部ひずみを測定できるがわかった。

Research Products

• [Publications] Takehiro FUKUDA: "Vibration Measurement of Fiber Composite Beam Using Interferometic Michelson Fiber Optic Sensor with Digital Processing" Proc.of the 10th International Conference on Composite Materials. 5. 339-346 (1995)
• [Publications] Shintaro KITADE: "Microscopic Observations of Optical Fibers Embedded in Curing Process into Composite Laminates" Proc.of the 4th Japan International SAMPE Symposium and Exhibition. 1. 112-117 (1995)
• [Publications] 北出真太郎: "光ファイバを用いたFRP積層板の衝撃損傷試験" 材料. 44. 1196-1200 (1995)