2019 Fiscal Year Research-status Report
Applied research on the structural element of the interfacial crack suppression of foam core sandwich panel for aircraft and spacecraft
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18K03851
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| Research Institution | Kanazawa Institute of Technology |
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Principal Investigator |
廣瀬 康夫 金沢工業大学, 工学部, 教授 (80600163)
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2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 発泡コアサンドイッチパネル / クラックアレスター / レジン材 / 成形性向上 / エネルギー解放率 / 数値解析 / き裂進展抑制効 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
発泡コア（フォームコア）サンドイッチパネルの界面き裂を抑制するため、半円筒形のクラックアレスターが提案された。しかし、この提案されたアレスターには曲面の成形が困難なCFRP一方向材が用いられており、曲面構造に適用するには生産性に難が生じる。そこで、クラックアレスタ―に用いられる素材を柔軟性に富んだエポキシ樹脂などのレジンに置き換えることで、曲面構造での生産性の向上が期待される。本研究では半円筒形クラックアレスタ―にレジンを適用し、剛性や線膨張係数の違いによるき裂進展抑制効果への影響を有限要素解析及び破壊じん性試験により定量的に評価した。
その結果、クラックアレスターの基本形態（半円形上のアレスターを直接CFRP面板に接するように取り付けた形態）では、CFRPとレジン材の熱膨張係数の差異により面板に反りが発生し、かつ、き裂進展抑制効果もCFRP製アレスターに劣ることが分かった。一方で、CFRP製面板の一部でレジン製アレスターを包み込む形態にすると、CFRPとレジン材の線膨張係数の差異の影響を緩和すると共にCFRP製クラックアレスターと同等のき裂進展抑制効果が得られるという知見を得た。なお、破壊じん性試験により、レジンを用いたアレスターはき裂進展抑制効果が表れる範囲が比較的狭いことが分かった。これは基本形態、改良形態共に供試体のアレスターが成型時の熱収縮のため凹型に変形していることが要因と考えている。
今年度の研究で、レジン製クラックアレスターの最適形態を設定することが出来たが、レジン製アレスターの熱収縮による凹型変形を抑制する成型法の開発が必要である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
研究の目的である、レジン製クラックアレスターの最適形態の設定まで実施することができた。残る課題は、レジン製クラックアレスターの成形上のノウハウ（成型時の熱収縮による凹型変形の抑制）なので、本年度はこの課題に取り組む。
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| Strategy for Future Research Activity |
今回の供試体に準じた有限要素モデルを作成し、アレスターの凹型変形による悪影響を正確に評価すると共にレジンを採用したアレスターの効果を十分活かすため、凹変形しにくいアレスター形状成型方法を考案する。
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| Causes of Carryover |
新型コロナウイルスの感染拡大により予定していた実験が実施できなかったので、歪みゲージ等の補材の購入が出来なかった。次年度に予定している直接経費題と合わせて次年度に使用する。
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