2020 Fiscal Year Annual Research Report
Development of experimental evaluation method for nonlinear mechanical modeling considering damage in fiber reinforced composites
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18K03848
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| Research Institution | Tokyo University of Science |
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Principal Investigator |
荻原 慎二 東京理科大学, 理工学部機械工学科, 教授 (70266906)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 炭素繊維強化プラスチック / 粘塑性 / 応力緩和 / 非弾性力学挙動 / 積層構造 / 損傷 / ひずみ速度依存性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
連続繊維強化積層型複合材料は，一方向に連続繊維にて強化された層を多方向に積層したものである．繊維強度を十分に利用する構造設計を行う場合は，繊維の破断ひずみは小さいことから，通常微小変形の範囲で線形弾性材料として設計される．このことから，有限変形を考慮した粘塑性解析はほとんどなされていない．本研究では，異方性・損傷の影響を考慮した適切な材料モデルの選定とパラメータ同定法の検討を目的としている．すなわち，繊維強化複合材料の有限変形下における損傷を考慮した非弾性力学挙動の高精度モデル化を可能とすることを最終目標としている．そのために，種々の積層構造の応力―ひずみ関係の実験的評価，材料内部の損傷挙動の定量化，力学挙動の速度依存性に関する評価を行い，適切な材料モデルの選定とパラメータ同定法の検討を行う．これにより，用途に応じた，より材料の特性を活かした積層構造設計が可能となることが期待される．本研究で構築する非線形力学モデルを積層理論またはFEM（有限要素法解析）に組み込み，任意の積層板についての解析を可能とすることを目指す．
令和2年度は前年度に引き続き，アングルプライ積層板の非線形力学挙動のモデル高精度化，実験結果を基にしたモデル化を行った．すなわち，直交異方性材料に対する過応力を用いた粘塑性モデルの構築を行い，微小変形の範囲で，実験結果との定性的な一致（応力－ひずみ関係の負荷速度依存性，応力緩和挙動，負荷－除荷過程におけるヒステリシス，応力緩和，ラチェット挙動）を見た．
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Research Products
(5 results)
