1998 Fiscal Year Annual Research Report
繊維強化複合材料の剛性および減衰特性に関する多目的最適化
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10750169
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| Research Institution | Mie University |
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Principal Investigator |
松本 金矢 三重大学, 教育学部, 助教授 (10239098)
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| Keywords | 減衰特性 / 複合材料 / パラメータ同定 / 弾性特性 / 有限要素法 / 準ニュートン法 / 加振実験 / ひずみエネルギ理論 |
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| Research Abstract |
本年度は,炭素繊維を強化材に用いたCFRPなどの複合材料の弾性パラメータ(縦弾性係数,せん断弾性係数,ポアソン比など)および減衰パラメータ(材料主軸座標系における縦ひずみ,せん断ひずみに対応する減衰能マトリックスの成分)を同定するプログラムを開発した.有限要素法固有値解析・モード減衰比算出プログラムと非線形最適化手法である準ニュートン法を併用し,各パラメータと観測値との関数の強い非線形性や低感度といった特性にも,安定でしかも収束性の高い同定手法を実現した.
開発した同定プログラムを用いて,Adamsらが発表しているGFRPおよびCFRPの振動減衰測定値から減衰パラメータを同定し,同論文中で提唱しているパラメータ値よりも高い精度で観測値を満足する値を求めることができた.この同定結果から,同じ材料であっても繊維含有率の異なる試験片から同定される弾性・減衰パラメータは異なることが明らかとなった.すなわち,複合材料の減衰能は弾性係数と同様に繊維含有率により変化することが示された.
また,対称および反対称積層されたCFRP正方形板の加振実験を行い.得られた固有振動数およびモード減衰比から弾性パラメータ・減衰パラメータを同定した.この同定結果から,繊維含有率がほぼ等しい試験片では,積層形態によらず減衰能は一定値をとることが明らかとなった.
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[Publications] Kin′ya MATSUMOTO: "Identification of Vibrational Damping Parameters for Laminated Composite Materials by using FEM Eigenvalue Analysis" ASME.PVP,Fatigue Environmental Factors and New Materials. Vol.374. 319-324 (1998)
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[Publications] Kenji HOSOKAWA: "Identification of Elastic Parameters for Laminated Composites Using FEM Eigenvalue Analysis (Comparison of Numerical and Experimental Results)" ASME.PVP. Fatigue Environmental Factors and New Materials. Vol.374. 325-329 (1998)
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[Publications] Kin′ya MATSUMOTO: "Study on Identification Problem of Damping Parameters for Fiber Reinforced Plastics." AACCM. The First Asian-Australasian Conference on Composit Materials. Vol.I. 317-1,317-4 (1998)
