| 研究課題/領域番号 |
17H03144
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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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 | 京都大学 |
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研究代表者 |
北條 正樹 京都大学, 工学研究科, 教授 (70252492)
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| 研究分担者 |
西川 雅章 京都大学, 工学研究科, 准教授 (60512085)
松田 直樹 京都大学, 工学研究科, 助教 (90756818)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2019年度)
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| 配分額 *注記 |
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2019年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
2018年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
2017年度: 6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
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| キーワード | 炭素繊維複合材料 / 破壊じん性 / 破壊力学 / メゾ構造 / 損傷許容性 |
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| 研究成果の概要 |
炭素繊維複合材料一体成形構造の損傷許容性を向上するための知見を得ることを目的として，複合材料の特性をマルチスケールな視点から検討した．(1)モードII破壊じん性に関して，実験，画像解析や有限要素解析により評価し，樹脂の塑性変形等の影響についての知見を得た．(2)材料の破壊じん性を考慮したperidynamics解析法に基づき，層厚さの違いに対してき裂発生を評価可能な解析モデルを構築した．(3)エポキシ樹脂の架橋反応による構造形成と力学特性発現の関係を原子・分子スケールから評価するため，複合材料の粘弾性特性や成形性の基礎となる樹脂の粘度特性を解析する分子シミュレーションを構築した．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
複合材料の破壊じん性に関するこれまでの研究は，構成する材料の塑性変形や粒子強化等の材料付与の影響が，具体的に微視的な破壊機構をどのように変化させ，破壊じん性に影響するかを十分に明らかにできていなかった．マルチスケールな視点からの検討により，破壊じん性の制御につなげるための基礎を検討したことが学術的な意義である．また，樹脂特性を分子シミュレーションにより検討することで，成形・硬化時の材料特性変化の傾向を把握することができる．このような材料特性は複合材料構造の残留応力評価において重要とされており，成形・硬化プロセスを考慮したより先進的な構造の破壊特性の評価につながる第一歩となる．
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