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Development of high-accuracy and large-view-field deformation measurement technique to investigate micro-nano-scale deformation distributions around interfaces

研究課題

研究課題/領域番号 16K17988
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
研究機関国立研究開発法人産業技術総合研究所

研究代表者

王 慶華  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 計量標準総合センター, 研究員 (20726856)

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: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2016年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
キーワードナノマイクロ材料力学 / 非破壊計測 / 表面、界面 / 変形評価 / ひずみ分布 / 光学手法 / 画像処理 / Deformation measurement / Strain distribution / Stress concentration / Moire technique / Image processing / Phase analysis / CFRP / Optical method / Interfacial damage / 変形測定 / マイクロナノスケール / 界面破壊 / 光学的方法
研究成果の概要

マイクロナノスケールで高精度・広視野な変形測定を実現するために,新たに2段モアレ法と倍増モアレ法を開発した.広い視野で高感度なひずみ計測が可能で,かつ試験片又は走査方向を回転させることなく2次元ひずみ分布の高精度計測が可能になった.レーザー顕微鏡で3点曲げ試験におけるCFRP積層試験片のマイクロスケールひずみ分布を測定した.界面近傍に現れたせん断ひずみ集中を用いてCFRPの層間せん断変形の挙動を評価し,引張ひずみ集中による荷重方向に沿った微小き裂の位置を特定した.本研究成果により複合材料の破壊メカニズムの解明と最適化設計に重要な変形情報を提供することができる.

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

    (22件)

すべて 2017 2016

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 7件、 招待講演 2件) 図書 (1件) 産業財産権 (3件) (うち外国 1件)

  • [雑誌論文] Two-dimensional Moire Phase Analysis for Accurate Strain Distribution Measurement and Application in Crack Prediction2017

    • 著者名/発表者名
      Q. Wang, S. Ri, H. Tsuda, M. Koyama, K. Tsuzaki
    • 雑誌名

      Optics Express

      巻: 25 号: 12 ページ: 13465-13480

    • DOI

      10.1364/oe.25.013465

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Visualization and automatic detection of defect distribution in GaN atomic structure from sampling Moire phase2017

    • 著者名/発表者名
      Q. Wang, S. Ri, H. Tsuda, M. Kodera, K. Suguro, N. Miyashita
    • 雑誌名

      Nanotechnology

      巻: 28 号: 45 ページ: 455704-455704

    • DOI

      10.1088/1361-6528/aa8d83

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] モアレを利用した微小領域のひずみ分布計測2017

    • 著者名/発表者名
      津田 浩、王 慶華、李 志遠
    • 雑誌名

      強化プラスチックス

      巻: 63 ページ: 577-582

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Micro/nano-Scale Strain Distribution Measurement from Sampling Moire Fringes2017

    • 著者名/発表者名
      Q. Wang, S. Ri, H. Tsuda
    • 雑誌名

      Journal of Visualized Experiments

      巻: e55739 号: 123

    • DOI

      10.3791/55739

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Influence of working distance on microscale strain measurement under laser scanning microscope from moire fringes2017

    • 著者名/発表者名
      Q. Wang, Y. Takashita, S. Ri, H. Tsuda, R. Kitamura, S. Ogihara
    • 雑誌名

      Proc. SPIE

      巻: 10250 ページ: 102501N-102501N

    • DOI

      10.1117/12.2266697

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Digital sampling Moire as a substitute for microscope scanning Moire for high-sensitivity and full-field deformation measurement at micron/nano scales2016

    • 著者名/発表者名
      Q. Wang, S. Ri, H. Tsuda
    • 雑誌名

      Applied Optics

      巻: 55 号: 25 ページ: 6858-6865

    • DOI

      10.1364/ao.55.006858

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] サンプリングモアレ法を用いたマイクロスケールでのひずみ計測によるCFRP積層板の損傷挙動評価2017

    • 著者名/発表者名
      高下 陽右, 王 慶華, 李 志遠, 津田 浩, 喜多村 竜太, 荻原 慎二
    • 学会等名
      安全・安心な社会を築く先進材料・非破壊計測技術シンポジウム
    • 発表場所
      北海道函館市,サン・リフレ函館
    • 年月日
      2017-03-13
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Eliminating Effect of Microscope Scanning Distortion on Full-field Deformation Measurement2017

    • 著者名/発表者名
      Q. Wang, S. Ri, H. Tsuda
    • 学会等名
      International Conference on Optical and Photonic Engineering (icOPEN2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Visualization of Strain Concentrations in Composites Using Advanced Image Processing Techniques2017

    • 著者名/発表者名
      Q. Wang, S. Ri, Y. Tanaka, M. Koyama
    • 学会等名
      The 21st International Conference on Composites Materials (ICCM-21)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Evaluation of Microscopic Damage Behavior of CFRP Laminates Based on Strain Measurement Using the Sampling Moire Method2017

    • 著者名/発表者名
      Y. Takashita, Q. Wang, S. Ri, H. Tsuda, R. Kitamura, S. Ogihara
    • 学会等名
      Asian Conference on Experimental Mechanics (ACEM 2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 3点曲げ試験におけるCFRPの層間せん断変形と微小き裂の評価2017

    • 著者名/発表者名
      王 慶華,高下 陽右,李 志遠,津田 浩,喜多村 竜太,荻原 慎二
    • 学会等名
      日本実験力学会2017年度年次講演会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] CFRP積層板を用いた光学顕微鏡下でのひずみ分布計測方法2017

    • 著者名/発表者名
      髙下 陽右、王 慶華、李 志遠、津田 浩、喜多村 竜太、荻原 慎二
    • 学会等名
      第4回サンプリングモアレ法による構造物の計測技術に関する研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Microscale Strain Distributions of Carbon Fiber Reinforced Plastics by Reconstructed Multiplication Moire Method2016

    • 著者名/発表者名
      Q. Wang, S. Ri, H. Tsuda
    • 学会等名
      International Symposium on Micro-Nano Science and Technology (MNST2016)
    • 発表場所
      Hongo Campus, The University of Tokyo, Tokyo
    • 年月日
      2016-12-16
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Accurate Determination of Principle Strain Distributions of Carbon Fiber Reinforced Plastics from Spatial Phase-shifted Sampling Moire Fringes2016

    • 著者名/発表者名
      Q. Wang, S. Ri, H. Tsuda, S. Kishimoto, K. Naito, Y. Tanaka
    • 学会等名
      Asian Conference on Experimental Mechanics (ACEM2016)
    • 発表場所
      Ramada Plaza Jeju Hotel, Jeju, Korea
    • 年月日
      2016-11-13
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Advanced Moire Techniques for Crack and Structural Health Monitoring2016

    • 著者名/発表者名
      Q. Wang, S. Ri, H. Tsuda
    • 学会等名
      International Conference on Optical and Photonics Engineering (icOPEN 2016)
    • 発表場所
      Tibet Hotel, Chengdu, China
    • 年月日
      2016-09-26
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] モアレ縞による高感度広視野変位・ひずみ分布計測法2016

    • 著者名/発表者名
      王 慶華, 李 志遠, 津田 浩
    • 学会等名
      日本実験力学会2016年度年次講演会
    • 発表場所
      大阪、近畿大学東大阪キャンパス
    • 年月日
      2016-09-01
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 顕微鏡下でのモアレ法による複合材料のひずみ分布計測2016

    • 著者名/発表者名
      高下陽右, 王 慶華, 李 志遠, 津田 浩, 深水 裕太, 喜多村 竜太, 荻原 慎二
    • 学会等名
      日本実験力学会2016年度年次講演会
    • 発表場所
      大阪、近畿大学東大阪キャンパス
    • 年月日
      2016-09-01
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Reconstructed Multiplication Moire for Full-Field Principle Strain Measurement of Carbon Fiber Reinforced Plastic2016

    • 著者名/発表者名
      Q. Wang, S. Ri, H. Tsuda, T. Tokizaki
    • 学会等名
      The 10th International Conference on Fracture and Strength of Solids (FEOFS2016)
    • 発表場所
      Tokyo University of Science, Katsushika, Tokyo
    • 年月日
      2016-08-28
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [図書] Advancement of Optical Methods in Experimental Mechanics, Volume 3 (Chapter 33)2016

    • 著者名/発表者名
      Q. Wang, S. Ri, Y. Takashita, S. Orighara
    • 総ページ数
      9
    • 出版者
      Springer
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [産業財産権] 周期模様を利用した三次元形状・変位・ひずみ測定装置、方法およびそのプログラム2017

    • 発明者名
      王慶華、李志遠、津田浩
    • 権利者名
      産業技術総合研究所
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 外国
  • [産業財産権] モアレによる材料の欠陥分布の可視化方法およびその自動検出方法、プログラム、装置2017

    • 発明者名
      王慶華・李志遠・津田浩
    • 権利者名
      産総研
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2017-001005
    • 出願年月日
      2017-01-06
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [産業財産権] 周期模様を利用した三次元形状・変位・ひずみ測定装置、方法及びそのプログラム2016

    • 発明者名
      王慶華・李志遠・津田浩
    • 権利者名
      産総研
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2016-188217
    • 出願年月日
      2016-09-27
    • 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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