2002 Fiscal Year Annual Research Report
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13555264
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
関根 英樹 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (20005359)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
佐藤 正喜 航空宇宙技術研究所, 角田宇宙推進技術研究所, 研究員
横堀 壽光 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (00124636)
福永 久雄 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (50134664)
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| Keywords | 経年航空機構造 / 構造安全性 / 再生補修技術 / 複合パッチ接着補修 / ヘルスモニタリング / 損傷拡大シミュレーション / 損傷同定 / ひずみ計測センサーシステム |
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| Research Abstract |
経年航空機構造の健全性回復という観点から,新機構造と同等の構造安全性と構造寿命を与える再新生のための補修技術開発が望まれている.本研究では経年航空機構造に生じた微小損傷を軽量でかつ高強度の繊維強化複合材パッチで補修し,ヘルスモニタリング機能を付与することによって,新機構造と同等の構造安全性と構造寿命を与える再新生補修技術を開発する.そのために本年度は,損傷の拡大進展のシミュレーション法,損傷の実時間同定手法の研究およびひずみ計測センサーシステムの研究を実施した.
1.損傷の拡大進展のシミュレーション法の研究
貫通疲労き裂を有するアルミニウム合金平板を片面からGFRP複合材パッチで接着補修したモデルを対象とし,数値計算法としてミンドリン板理論と高次板理論に基づく二次元FEMおよび領域分割法に基づく三次元FEMを用いた,アルミニウム合金平板内の疲労き裂進展のシミュレーション法を開発した.さらに,き裂先端の詳細な形状の模擬をも可能とする,BEMおよびBEMにFEMを併用した疲労き裂進展のシミュレーション法の検討を行った.
2.損傷の実時間同定手法の研究
複合材パッチ内のひずみを計測情報として,アルミニウム合金パネル内を進展する疲労き裂の形状同定法を検討した.ひずみの計測点配置,計測面位置および計測誤差の同定精度に及ぼす影響を評価し,本同定法の妥当性と有効性を明らかにした.
3.ひずみ計測センサーシステムの研究
複合材パッチに光ファイバーレーヤーを埋め込むひずみ計測センサーシステムについて予備的検討を行った.
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[Publications] 藤元伸悦: "FRP複合材パッチで接着補修されたアルミニウム合金パネル内を進展するき裂の同定"日本複合材料学会2002年度研究発表講演会予稿集. 25-26 (2002)
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[Publications] 関根英樹: "領域分割法による効率的有限要素法の提案と形状最適化問題への適用"日本機械学会論文集(A編). 68・669. 693-700 (2002)
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[Publications] Hideki Sekine: "Effective Three-Dimensional Finite Element Analysis and Optimum Design of Composite Patch for Repairing Structural Panels"JSME International Journal, Series A. 45・4. 553-560 (2002)
