2015 Fiscal Year Annual Research Report
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25289004
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
北條 正樹 京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (70252492)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
西川 雅章 京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (60512085)
松田 直樹 京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (90756818)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 計算画像診断 / 先進複合材料 / 複雑系マイクロメカニクス / 力学微視構造 / 変形評価 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
複合材料の構造成形におけるプリフォーム技術の高度化のためには，繊維・樹脂から成る力学微視構造に依存する三次元微視的変形を追跡し，製造後の初期微視構造を制御し，残留応力低減を図る試みや強度・長期耐久性の観点から力学微視構造を最適化する試みが必要不可欠である．本年度は特に，昨年度より実施している炭素繊維織物プリフォームの賦形時の変形に関する力学モデルについて検討を加え，モデルにおける材料特性（特に曲げ特性）を評価する方法について評価した．また，材料の微視構造の賦形時の変形への影響を評価するため，異なる４種類の織物に対して実験的に変形特性の評価を実施し，一定の知見を得た．最後に，不連続繊維強化複合材料を対象として，複合材料内部の繊維長・繊維配向と非線形力学特性の関係について評価するための三次元繊維変形シミュレーションを構築した．これにより，複合材料の製造によって得られる初期微視構造の予測から，初期微視構造に対する力学特性の把握に至るまでを包括的に評価するための研究が前進したと言える．具体的な成果は以下の通りである．
１．賦形時の変形を三層モデルにより表現し，織物特有の引張剛性と曲げ剛性の違いを考慮できることを解析により検証した．
２．構成因子の異なる４種の炭素繊維織物についてFAST法およびKES法の2種類の曲げ試験を行うことで，面積密度や織り構造，繊維方向の曲げ剛性への影響を明らかにするとともに，繊維束同士の滑りにより曲率の変化に伴って非線形変形を示すことが分かった．
３．繊維長・繊維配向の異なる不連続繊維複合材料について実験的に引張特性，曲げ特性の評価を行い，繊維長の長い材料では，繊維長の短い材料で見られる塑性変形（非線形特性）が消失した．この状況を模擬可能な三次元繊維変形シミュレーションを構築し，複合材料全体の塑性変形に与える微視構造の影響について定性的な傾向を明らかとした．
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| Research Progress Status |
27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 |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Causes of Carryover |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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