2012 Fiscal Year Annual Research Report
縫合織物とニードルパンチによる炭素繊維強化複合材料の最適な修繕方法の提案
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23860045
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| Research Institution | Okayama Prefectural University |
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Principal Investigator |
小武内 清貴 岡山県立大学, 情報工学部, 助教 (30614367)
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| Project Period (FY) |
2011-08-24 – 2013-03-31
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| Keywords | 複合材料 / 熱可塑性樹脂 / 曲げ損傷 / 修繕 |
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| Research Abstract |
本年度の研究業績の概要は以下の通りである．
①”ニードルパンチ処理がCFRTPの曲げ特性に及ぼす影響の確認” 本年度は，昨年度までに作製方法を確立したCF/PA6複合材料を対象に，熱間でのニードルパンチ処理がその曲げ特性に及ぼす影響を確認した．作製したCF/PA6複合材料を240℃に加熱し，樹脂を軟化させた上で刺突密度16回/㎝2の条件にて試験片厚さ方向にニードルパンチ処理を行った所，曲げ強度・剛性共に5%程度の向上を示し，最終破壊に至るまでの吸収エネルギを比較した所約26%の向上が確認できた．また，曲げ負荷に伴う層間損傷の様相を確認した所，ニードルパンチ処理によって曲げ初期での層間はく離が抑制されることが分かった．
②”パッチ貼付とニードルパンチ処理を併用したCFRTPの曲げ損傷の修繕” 曲げ損傷を生じたCFRTPに対し，パッチ貼付とニードルパンチ処理を併用した修繕を行い，その修繕効果を確認した．重度(曲げひずみ＝2.5%)の負荷を予め与えたCFRTPに対し，パッチ貼付とニードルパンチ処理を併用した修繕を行った所，パッチ貼付枚数にかかわらず修繕効果が向上した．またニードルパンチを併用した修繕では，バージン材と同程度の曲げ特性に回復させるために必要なパッチ貼付数は2枚となり，寸法変化を抑制することが可能であった．
③”CFRTPの曲げ損傷モデルの構築” 層間はく離及び層の破壊を考慮した有限要素モデルを用いたCFRTPの曲げ損傷の解析を行った．その結果，曲げ負荷に伴う損傷及び曲げ強度・剛性等の機械的特性の予測が可能であった．また，本解析モデルを用いてニードルパンチ処理の有無によるCFRTPの層間ModeI強度の違いを逆解析により明らかにした．その結果，ニードルパンチ処理によってCFRTPの層間ModeI強度が約2倍に向上したことが分かった．
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| Current Status of Research Progress |
Reason
24年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
24年度が最終年度であるため、記入しない。
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