Initiation of kink-band failure of a unidirectional CFRP due to microscale fiber undulation

Research Project

Project/Area Number	20K04184
Research Category	Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Allocation Type	Multi-year Fund
Section	一般
Review Section	Basic Section 18010:Mechanics of materials and materials-related
Research Institution	Nihon University
Principal Investigator	上田政人日本大学, 理工学部, 准教授 (80434116)
Project Period (FY)	2020-04-01 – 2023-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2020)
Budget Amount *help	¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000) Fiscal Year 2022: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000) Fiscal Year 2021: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000) Fiscal Year 2020: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Keywords	炭素繊維強化プラスチック / 圧縮強度 / X線CT
Outline of Research at the Start	炭素繊維強化プラスチック（CFRP）は金属よりも軽量かつ高剛性・高強度な材料であるが，その圧縮強度は引張強度と比較して低いため，曲げを受ける部材では圧縮側から先行して破壊が生じやすい．CFRPの圧縮強度は炭素繊維の配列状況に依存すると考えられるが，その詳細な配列状況は不明である．本研究ではX線断層撮影装置を用いてCFRPの断層画像を取得し，各繊維の揺らぎを再現するCFRPの3次元モデルを構築して，その数値シミュレーションを行う．炭素繊維のミクロンオーダーの揺らぎを考慮に入れて，CFRPの圧縮強度の発現メカニズムを評価することによって，圧縮強度を向上させるための方法を究明することを目的とする．