2015 Fiscal Year Research-status Report
CFRPへの落雷時に発生する撃力計測および損傷評価
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26820301
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| Research Institution | Tsukuba University of Technology |
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Principal Investigator |
明松 圭昭 筑波技術大学, 産業技術学部, 准教授 (20396766)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 複合材料・物性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
炭素繊維強化プラスチック（CFRP）は単一材料にはない優れた特徴（比強度，比剛性，耐摩耗性，電気・熱の伝導性に優れているなど）を有するため様々な構造物への適用が進んでいる。しかしCFRPは，衝撃を受けると層間はく離など内部損傷をおこし強度を大きく低下させるため，衝撃対策が重要な材料でもある。衝撃が生じる要因にはいくつかあるが，運用中に受ける衝撃としては落雷がある。従来の金属材料の場合には，機体に落雷しても重大な損傷が発生する可能性は低かったが，CFRPでは衝撃損傷として材料に蓄積される可能性がある。このような状況であるため，落雷による衝撃対策は重要である。にもかかわらず落雷時にCFRPに加わる衝撃力の報告は見当たらない。そこで本研究では，CFRPを使用した構造物の安全性を高めるために雷損傷におよぼす落雷条件の影響を調査している。
そのために平成27年度は，昨年度作製した落雷条件（雷電圧，電流，持続時間，雰囲気等）の制御可能なコンデンサ放電回路を用いてCFRPに落雷させ，その際生じる撃力を光ファイバ振動センサを用いて計測した。計測された信号を解析し，周波数特性および落雷点近傍の変位挙動を求めた。その結果，今回使用した落雷条件で発生する撃力は，数MHｚの広帯域な周波数特性を有することが明らかになった。さらに光ファイバ振動センサを用いれば数ミクロンという微小で高速な変位挙動を計測できることも明らかにした。
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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
当初の予定通り光ファイバ振動センサによる雷撃力の計測および解析を行った。光ファイバ振動センサで計測した撃力の周波数特性および変位量を求めることができた。しかし，落雷条件の影響を系統的にまとめるには至らなかった。
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| Strategy for Future Research Activity |
光ファイバ振動センサで計測される信号（計測点での変位挙動）と数値解析により得られる変位速度信号を比較することで落雷点の撃力挙動を推定を試みる。
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| Causes of Carryover |
物品費が当初の計画より増額となった。また，旅費は別予算で賄ったため，大幅な減少となった。全体として，次年度使用額が生じることとなった。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
試験片材料購入費および研究発表および研究会へ参加するための旅費として使用する予定である。
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