| 研究課題/領域番号 |
16K05985
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
機械材料・材料力学
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| 研究機関 | 高知工科大学 |
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研究代表者 |
高坂 達郎 高知工科大学, システム工学群, 准教授 (80315978)
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| 研究協力者 |
山﨑 平弥
川上 明哲
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2018年度)
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| 配分額 *注記 |
4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2018年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2017年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2016年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
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| キーワード | 複合材料 / 成形ひずみ / 有限要素解析 / 光ファイバセンサ / 強化繊維 / 硬化度 / その場測定 / FBGセンサ / 成形誘起応力 / 硬化収縮 / 熱硬化性樹脂 / 機械材料・材料力学 / 複合材料・物性 / 成形プロセスシミュレーション / その場モニタリング |
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| 研究成果の概要 |
繊維強化プラスチックの強化繊維に成形ひずみが生じるメカニズムを明らかにするため，ひずみのその場測定とそれを予測するための有限要素法による解析手法の構築を行った．本研究では，光ファイバをセンサおよび強化繊維としたGFRPについて，成形条件を変えて繊維に生じるひずみを取得した．得られた結果から，強化繊維には熱膨張，硬化収縮，熱収縮によって成形残留ひずみが生じ，加える温度が熱膨張と硬化収縮，樹脂剛性に大きく影響を与えて残留ひずみの大きさが変化することが明らかになった．さらに，解析結果は実験結果とよく一致し，提案した解析モデルによって成形残留ひずみの予測が可能であることが分かった．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究の成果により，繊維強化プラスチックの強化繊維に成形ひずみが生じるメカニズムを明らかとなり，さらにその予測が可能となった．また，モデル材によるその場測定を行うことにより，シミュレーションモデルの検証を行うことが出来ることが示された．以上が学術的な意義となる．社会的な意義としては，本研究の成果により，新たな樹脂を繊維強化プラスチックに用いる場合に，成形条件によって繊維に生じる成形残留応力を実験結果に裏付けされたモデルで予測することが可能になる．また，同じ温度で成形する場合でも，温度履歴を適切に選択することで成形残留ひずみを制御することが出来て，FRPの強度向上に役立てることが出来る．
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