| 研究課題/領域番号 |
16K06885
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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 |
航空宇宙工学
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
西川 雅章 京都大学, 工学研究科, 准教授 (60512085)
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| 研究分担者 |
北條 正樹 京都大学, 工学研究科, 教授 (70252492)
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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 |
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
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: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2016年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
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| キーワード | 複合材料 / 計算機シミュレーション / 繊維配向制御 / 賦形プロセス / 破壊解析 / 一体成形 |
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| 研究成果の概要 |
本研究では，炭素繊維複合材料構造の生産・設計の高度化を目的として，計算機シミュレーションを用いた繊維配向制御により製造プロセスから力学特性までを統一的に評価するフレームワークを提案した．特に，製造プロセスにおける繊維配向予測手法を構築するとともに，局所繊維配向による構造強度への影響についての理論解析手法について検討した．まず複雑構造形状への賦形プロセスを例として，局所繊維配向を解析可能なモデルの構築とその実験的検証を実施した．さらに，製造された材料内部の繊維配向が構造強度に与える影響について，peridynamics解析に基づいて損傷発生過程から見積もるための手法について検討した．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
炭素繊維複合材料（CFRP）は，大型で複雑形状の構造を一体成形できるという特徴を有しており，従来の材料特性と構造形状の設計のみならず，製造プロセスと設計の最適化が求められている．本研究では，特に製造プロセスにおいて変化する材料内部の繊維配向に着目して，計算機シミュレーションを援用して，構造製造時の賦形プロセスに依存して変化する繊維配向の予測法と，製作された局所繊維配向に対して強度予測を行う手法を確立した．得られた解析的評価手法を応用することにより，複合材料構造強度向上のための繊維配向の最適化を製造プロセスから評価することにつながり，複合材料工学の発展に寄与する成果と考える．
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