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マルチスケールモデリングと非破壊評価に基づく複合材料の破壊現象に関する研究

Research Project

Project/Area Number 17F17707
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section外国
Research Field Composite materials/Surface and interface engineering
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

高橋 淳  東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (10222085)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) QU PENG  東京大学, 大学院工学系研究科, 外国人特別研究員
Project Period (FY) 2017-10-13 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
Keywords複合材料 / 力学特性 / シミュレーション / composite material
Outline of Annual Research Achievements

炭素繊維強化プラスチックス(CFRP)は既に航空機等で実用化され、特にその優れた軽量特性が知られているが、その世界需要は年間10万トン程度であり、世界で年間1億台生産されている量産車を軽量化して温暖化対策に寄与したり電気自動車化を加速させるには量産性(年産10万トン→数千万トン)・低コスト性(10000円/kg→1000円/kg)・リサイクル性・複雑形状成形性など解決すべき課題が多い。
研究室では長年このテーマに取り組んできて、不連続炭素繊維テープ強化熱可塑性樹脂(CTT)を一つの解決策として提案している。Peng QU博士はCTTの特性の一つであるテープ長が弾性率と強度に及ぼす影響をPD理論により説明する取り組みを行った。具体的には、研究室保有の原料と製造装置を用いてテープ長やテープ厚の異なる種々のCTTを作成して破壊試験を行い、当初の目的である弾性率・強度のテープ長依存性を明らかにするとともに、その破壊プロセスをPD理論で説明した。
2017年4月に来日して着実に成果をあげ、その結果を国内と国外の学会で発表し、成果の一部は既に当該分野の著名雑誌(Composite Structures, Impact factor 4.101)に掲載され、続報も執筆中であり、2年間の滞在での成果としては優れたものと評価できる。

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2018 Annual Research Report
  • 2017 Annual Research Report
  • Research Products

    (4 results)

All 2018

All Journal Article (1 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 1 results) Presentation (3 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results)

  • [Journal Article] A new numerical method for the mechanical analysis of chopped carbon fiber tape-reinforced thermoplastics2018

    • Author(s)
      Qu Peng、Wan Yi、Bao Chunjiang、Sun Qun、Fang Guangqiang、Takahashi Jun
    • Journal Title

      Composite Structures

      Volume: 201 Pages: 857-866

    • DOI

      10.1016/j.compstruct.2018.06.110

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
  • [Presentation] Numerical Analysis on the Tensile Properties of Chopped Carbon Fiber Tapes Reinforced Thermoplastics2018

    • Author(s)
      P. Qu, Y. Wan and J. Takahashi
    • Organizer
      The 9th Japanese Conference of Composites Material
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] A peridynamics model for the mechanical analysis of chopped carbon fiber tapes reinforced thermoplastics2018

    • Author(s)
      P. Qu, Y. Wan and J. Takahashi
    • Organizer
      18th European Conference on Composite Materials
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Numerical Analysis on the Tensile Properties of Chopped Carbon Fiber Tapes Reinforced Thermoplastics2018

    • Author(s)
      Peng Qu, Yi Wan, Jun Takahashi.
    • Organizer
      9th Japanese Conference on Composite Materials
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2017-10-17   Modified: 2024-03-26  

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