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複合材料中の繊維-樹脂界面に起因する非線形超音波伝搬挙動の解明

研究課題

研究課題/領域番号 16K17979
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 機械材料・材料力学
研究機関京都大学

研究代表者

松田 直樹  京都大学, 工学研究科, 助教 (90756818)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2017年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2016年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワード超音波 / 非破壊評価 / 繊維強化複合材料 / 非線形超音波法 / 共鳴散乱理論 / 多重散乱 / 炭素繊維強化複合材料 / 高調波発生 / 機械材料・材料力学 / 複合材料・物性 / 弾性波 / 非線形
研究成果の概要

本研究では,複合材料中の繊維-母材界面の非線形性に起因する高調波発生挙動を数値的に検討した.数値解析の結果,繊維-母材界面の結合状態の指標である接触面剛性によって二次高調波の散乱波の指向特性が大きく異なることなど,従来知られていなかった非破壊評価に有用と考えられる現象が確認された.これに加えて,炭素繊維強化プラスチック(CFRP)を対象として,その微視的・巨視的な損傷と超音波伝搬に伴う非線形性の変化との関係について検討を行った.本検討では非線形パラメータβとCFRPに生じる損傷についての知見を得るとともに,減衰係数と高調波発生特性による,CFRPに生じる損傷の評価の可能性を示した.

報告書

(3件)
  • 2017 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2017 2016

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] 円柱界面における非線形力学特性を考慮した高調波発生挙動の解析2017

    • 著者名/発表者名
      河原 康太、松田 直樹、北條 正樹、西川 雅章
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集

      巻: 83 号: 849 ページ: 16-00582-16-00582

    • DOI

      10.1299/transjsme.16-00582

    • NAID

      130005679792

    • ISSN
      2187-9761
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] 円柱界面における非線形力学特性を考慮した高調波発生挙動の数値解析2017

    • 著者名/発表者名
      河原康太,松田直樹,北條正樹,西川雅章
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集

      巻: 印刷中

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 繊維-母材界面における非線形性を考慮した一方向繊維強化複合 材料中の高調波伝搬挙動の数値解析2017

    • 著者名/発表者名
      河原康太,松田直樹,北條正樹,西川雅章
    • 学会等名
      第24 回 超音波による非破壊評価シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 静的引張負荷による損傷が CFRP の高調波発生特性に与える影響 の実験的検討2017

    • 著者名/発表者名
      山本洋介,松田直樹,北條正樹,西川雅章
    • 学会等名
      第 24 回 超音波による非破壊評価シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 一方向繊維強化複合材料中における弾性波の共鳴散乱に関する基礎的検討2017

    • 著者名/発表者名
      河原康太,松田直樹,北條正樹,西川雅章
    • 学会等名
      第42回複合材料シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 直交積層CFRP中の横き裂が非線形弾性波伝搬特性に与える影響2017

    • 著者名/発表者名
      山本洋介,松田直樹,北條正樹,西川雅章
    • 学会等名
      第42回複合材料シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 材料非線形性によるガイド波の高調波発生挙動2017

    • 著者名/発表者名
      松田直樹
    • 学会等名
      先進的非破壊評価合同シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 非線形スプリング界面を有する円柱における高調波発生挙動の解析2017

    • 著者名/発表者名
      松田直樹,河原康太,北條正樹,西川雅章
    • 学会等名
      日本機械学会M&M2017材料力学カンファレンス
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] On relationship between contact surface rigidity and harmonic generation behavior in composite materials with mechanical nonlinearity at fiber-matrix interface2017

    • 著者名/発表者名
      Naoki MATSUDA, Kota KAWAHARA, Masaki HOJO, Masaaki NISHIKAWA
    • 学会等名
      15th Asia Pacific Conference for Non-Destructive Testing
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 静的引張負荷による損傷がCFRPの高調波発生特性に与える影響の実験的検討2017

    • 著者名/発表者名
      山本洋介
    • 学会等名
      第24回超音波による非破壊評価シンポジウム
    • 発表場所
      東京
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 繊維-母材界面における非線形性を考慮した一方向繊維強化複合材料中の高調波伝搬挙動の数値解析2017

    • 著者名/発表者名
      河原康太
    • 学会等名
      第24回超音波による非破壊評価シンポジウム
    • 発表場所
      東京
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 一方向繊維強化複合材料中の繊維-母材界面における高調波発生挙動の数値解析2016

    • 著者名/発表者名
      河原康太
    • 学会等名
      日本機械学会M&M2016材料力学カンファレンス
    • 発表場所
      神戸
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 静的負荷中のCFRPにおける高調波発生特性の実験的評価2016

    • 著者名/発表者名
      山本洋介
    • 学会等名
      日本機械学会M&M2016材料力学カンファレンス
    • 発表場所
      神戸
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2019-03-29  

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