2021 Fiscal Year Annual Research Report
サンドイッチパネルの面板と心材間の破壊じん性評価試験の理論解析法の確立
| Project/Area Number |
19K04845
|
|---|
| Research Institution | Kanazawa Institute of Technology |
|---|
Principal Investigator |
吉田 啓史郎 金沢工業大学, 工学部, 教授 (50345089)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
|
| Keywords | サンドイッチ / 面板 / 心材 / 耐はがれ強さ / 破壊じん性 / SCB試験 / 理論解析 / データ整理法 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
サンドイッチパネルの面板と心材間の耐はがれ強さ（破壊じん性）を実験的に評価する方法としてサンドイッチSingle Cantilever Beam(SCB)試験が近年注目されている．しかし，荷重や変位等の実験で計測されるデータを用いて耐はがれ強さを求める方法すなわち実験データの整理法が確立しているとは言い難い状況にある．サンドイッチSCB試験を対象に，物理現象を高い精度で模擬できる理論解析法を考案できれば，それに基づき新たに正確かつ簡便な実験データ整理法を確立できる可能性がある．
本研究では，まず発泡プラスチックを心材に用いたサンドイッチパネルを想定し，心材が均質等方性材料から成るサンドイッチSCB試験の理論解析法として，「弾性床上のはりモデル」に注目し，これにVlasov法を適用した新たな理論解析法を構築した．次に，機能傾斜材を心材に用いたサンドイッチパネルへの適用を想定して，心材の弾性率が板厚方向に変化する場合も取り扱うことができるように理論解析法を拡張した．特に，心材の弾性率が板厚方向に指数関数に従い変化する場合に，求解が極めて容易となることを見出した．さらに，心材がハニカムパネルで構成されている場合を想定して，心材が直交異方性材料から成る場合も取り扱うことができるように理論解析法を拡張した．そして，構築した理論解析法による結果を有限要素解析による結果と比較し理論解析法の妥当性を検証した．面板および心材の材料定数や寸法（板厚），はく離き裂長さなどの解析パラメータを広い範囲で変化させても理論解析法による結果が有限要素解析による結果と非常に良く一致し，本研究で提案する理論解析法の妥当性を確認した．また，理論解析解に基づく簡便な実験データ整理法を提案した．
上記の成果の一部を学会発表および有査読論文として公表し，研究の妥当性・有用性について高評価を得られた．
|
