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2008 Fiscal Year Annual Research Report

マルチスケール解析に基づくFRP積層板の高精度クリープ予測技術の開発および検証

Research Project

Project/Area Number 20760064
Research InstitutionUniversity of Tsukuba

Principal Investigator

松田 哲也  University of Tsukuba, 大学院・システム情報工学研究科, 講師 (90345926)

Keywords均質化理論 / マルチスヶール / FRP積層板 / クリープ / 高温
Research Abstract

平成20年度における本課題の研究成果は次のようにまとめられる.
1. 長繊維強化型FRP積層板のクリープ挙動をマルチスケール解析するため, まず, その構成要素であるラミナ(一方向FRP)のクリープ変形を, 研究代表者らが提案した時間依存変形の均質化理論に基づき解析した. その結果は, これまで文献等で報告されている一方向FRPのクリープ挙動と定性的に良く一致し, 本解析の妥当性が確認された.
2. 次に, 上記解析手法に積層理論を導入し, 長繊維強化型FRP積層板のクリープ挙動を解析可能な形に拡張した. これを用いて, 代表的な長繊維強化型FRP積層板であるクロスプライおよびアングルプライCFRP積層板のクリープ挙動を解析したところ, 顕著なクリープ応力依存性および負荷方向依存性が確認され, これらは, 実際の積層板のクリープ挙動と定性的に良く一致する結果であった. このことから, 本手法の長繊維強化型FRP積層板への適用性が示された.
3. さらに, 上記1および2で開発した手法に基づき, 平織物強化型GFRP積層板のマルチスケールクリープ解析を実施した. このためまず, 繊維束および母材からなる平織物強化型GFRP積層板の複雑な微視構造をユニットセルモデリングした. つづいて, このユニットセルモデルの繊維束部分に弾性特性を, 母材部分に弾性-クリープ特性を与え, 本手法により解析を行ったところ, その結果は,長繊維強化型CFRP積層板の場合と同様に顕著なクリープ応力依存性および負荷方向依存性を示し, これらは文献等で見られる平織物強化型GFRP積層板のクリープ挙動と定性的に良く一致した.

  • Research Products

    (13 results)

All 2009 2008 Other

All Journal Article (7 results) (of which Peer Reviewed: 4 results) Presentation (5 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Multi-Scale Creep Analysis of Plain-Woven Laminates Using Time-Dependent Homogenization Theory : Effects of Laminate Configuration2008

    • Author(s)
      K. Nakata, T. Matsuda, M. Kawai
    • Journal Title

      International Journal of Modern Physics B 22

      Pages: 6173-6178

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Homogenized Creep Behavior of CFRP Laminates at High Temperature2008

    • Author(s)
      Y. Fukuta, T. Matsuda, M. Kawai
    • Journal Title

      International Journal of Modern Physics B 22

      Pages: 6161-6166

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 均質化法を用いたCFRP積層板の粘弾性構成式の評価2008

    • Author(s)
      荒井政大, 角孝平, 伏見祐介, 松田哲也
    • Journal Title

      計算数理工学論文集 8

      Pages: 53-58

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Rate-Dependence of Off-Axis Tensile Behavior of Cross-Ply CFRP Laminates at Elevated Temperature and Its Simulation2008

    • Author(s)
      F. Takeuchi, M. Kawai J.Q. Zhang, T. Matsuda
    • Journal Title

      Advance Composite Materials 17

      Pages: 57-73

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Creep Analysis of Plain-Woven GFRP Laminates Based on Homogenization Theory - Effects of Laminate Configuration on Creep Behavior -2008

    • Author(s)
      T. Matsuda, K. Nakata, M. Kawai
    • Journal Title

      Proceedings of the 6th Asia-Australasian Conference on Composite Materials

      Pages: 160-163

  • [Journal Article] Distributions of Microscopic Interlaminar Stress of CFRP Cross-Ply Laminates - Analysis Based on Multi-Scale Modeling-2008

    • Author(s)
      A. Sekine, T. Matsuda, M. Kawai
    • Journal Title

      Proceedings of the 6th Asia-Australasian Conference on Composite Materials

      Pages: 375-378

  • [Journal Article] Multiscale Creep Analysis of Fiber-Reinforced Laminates Based on Homogenization Theory2008

    • Author(s)
      T. Matsuda, K. Nakata Y. Fukuta, M. Kawai
    • Journal Title

      Proceedings of the 13th US-Japan Conference on Composite Materials (CD-ROM)

  • [Presentation] CFRPクロスプライ積層板の層間における微視的応力分布の解析2009

    • Author(s)
      関根彬允
    • Organizer
      日本機械学会M&M2008材料力学カンファレンス
    • Place of Presentation
      立命館大学(滋賀県草津市)
    • Year and Date
      2009-09-17
  • [Presentation] 平織積層板のマルチスヶ一ルクリープ解析(積層構成の影響)2008

    • Author(s)
      松田哲也
    • Organizer
      日本機械学会第21回計算力学講演会
    • Place of Presentation
      琉球大学(沖縄県中頭郡)
    • Year and Date
      2008-11-03
  • [Presentation] 均質化理論による平織積層板のマルチスケールクリープ解析(積層構成の影響)2008

    • Author(s)
      中田啓介
    • Organizer
      日本複合材料学会第33回複合材料シンポジウム
    • Place of Presentation
      北海道大学(北海道札幌市)
    • Year and Date
      2008-10-27
  • [Presentation] 一方向CFRP積層板のマルチスケールクリープシミュレーション2008

    • Author(s)
      福田悠一
    • Organizer
      日本機械学会M&M2008材料力学カンファレンス
    • Place of Presentation
      立命館大学(滋賀県草津市)
    • Year and Date
      2008-09-17
  • [Presentation] CFRPクロスプライ積層板の微視的層間応力分布 : 均質化理論に基づく解析2008

    • Author(s)
      関根彬允
    • Organizer
      日本複合材料学会2008年度研究発表講演会
    • Place of Presentation
      東京大学(東京都文京区)
    • Year and Date
      2008-06-05
  • [Remarks]

    • URL

      http://www.trios.tsukuba.ac.jp/Profiles/0004/0002030/profile.Html

URL: 

Published: 2010-06-11   Modified: 2016-04-21  

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