2012 Fiscal Year Research-status Report
繊維強化複合材料における微視破壊クライテリオンを基にした損傷進展予測手法の確立
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23560096
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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, 教授 (70266906)
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| Keywords | 炭素繊維強化プラスチック / ガラス繊維強化プラスチック / 複合材料 / 界面強度 / 微視的損傷 / 界面はく離 / 破壊クライテリオン / 単繊維モデル複合材料 |
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| Research Abstract |
軽量・高剛性・高強度の特徴を有する連続繊維強化積層型複合材料・構造のより効果的設計法構築の基礎のため，微視破壊クライテリオン（マイクロフラクチャクライテリオン）をベースとした損傷発生・進展挙動予測手法を確立することを目的としている．すなわち，繊維，マトリックス及び界面それぞれの破壊クライテリオンを実験的に明らかにし，それらとプライレベルの損傷発生・進展挙動の関係を検討し，プライレベル損傷発生・進展挙動予測手法を確立する．それにより，安全側に設計せざるを得なかった本材料の設計手法をより材料の特性を生かしたものへと進歩させることが可能であると考えられる．
平成24年度は，前年度行った単繊維モデル複合材料による組み合わせ応力下での界面破壊クライテリオンの結果を踏まえ， CFRP 一方向強化積層板，数種の多方向積層板（クロスプライ積層板，アングルプライ積層板，擬似等方積層板）を作製し，種々の面内負荷，面外負荷を与え，変形挙動，損傷発生・進展挙動，強度特性を得る．自作その場観察用負荷装置（光学顕微鏡などに装着し損傷進展プロセスをその場観察する）を用い，あるいは，必要に応じて試験機から取り外し，光学顕微鏡，走査型電子顕微鏡，軟 X 線探傷装置を用いた損傷状態の観察を行い，負荷レベルと損傷状態の関係を実験的に検討した．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
平成24年度に予定していた CFRP 積層板における変形挙動，損傷発生・進展挙動，強度特性評価及び負荷レベルと損傷状態の関係の実験的評価について一定の成果を得たため．
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| Strategy for Future Research Activity |
平成23年度に構築した微視破壊クライテリオンを基にし，平成24年度で得た積層板損傷観察結果を総合して，プライレベル損傷挙動予測手法を構築し，その妥当性を検討する．いくつかの複合材料積層板を想定し，損傷発生・進展プロセスを予測し，実験結果と比較し，その妥当性を検討する．損傷挙動の予測には，結合力要素を用いた有限要素法による数値モデルの検討を行う．さらに，耐損傷性複合材料開発のための繊維・マトリックス・界面特性の組み合わせを検討し，新規材料開発へのフィードバックを行いその指針を得ることを試みる．
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
実験のための材料及びジグの製作費，また成果発表のための国際会議出張旅費を計上している．
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