航空宇宙用先進複合材料・構造のマイクロフラクチャクライテリオンの構築

• 研究課題/領域番号: 18560086
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 機械材料・材料力学
• 研究機関: 東京理科大学
• 研究代表者: 荻原 慎二 東京理科大学, 理工学部・機械工学科, 准教授 (70266906)
• 研究期間 (年度): 2006 – 2008
• 研究課題ステータス: 完了 (2008年度)
• 配分額: 4,020千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 420千円); 2008年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2007年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2006年度: 2,200千円 (直接経費: 2,200千円)
• キーワード: 複合材料 / ガラス繊維 / エポキシ樹脂 / 界面 / 破壊 / マイクロフラクチャクライテリオン / 十字型試験片 / 破壊条件 / 繊維強化複合材料 / 界面強度 / 破壊基準 / 界面はく離 / マトリックス破壊 / 微視損傷 / 層内破壊 / 繊維破断 / CFRP / GFRP / トランスバースクラック / 層間はく離 / 損傷 / 積層板

研究概要

航空宇宙用先進複合材料・構造のマイクロフラクチャクライテリオンを構築することを目的にGF/Epoxyモデル複合材料を用いて界面はく離の発生, 進展挙動を観察し, Straight試験片及びCruciform試験片におけるそれらの差異を実験的に明らかにした.また, FEM解析によりCruciform試験片を用いることでStraight試験片にあるような端面の応力特異性影響を避け, 界面の引張強度を評価できることを示した

研究成果

• [雑誌論文] Cruciform Specimen法による繊維/樹脂界面破壊クライテリオン確立手法の解析的検討 (2009)
  • 著者名/発表者名: 小柳潤, 加藤肇, 荻原慎二
  • 雑誌名: 材料システム 第27巻 ページ: 63-69
  • NAID: 130007987264
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Probabilistic Static Fatigue Model for Transverse Cracking in CFRP Cross-Ply Laminates (2009)
  • 著者名/発表者名: Keiji Ogi, Shigeki Yashiro, Manabu Takahashi and Shinji Ogihara
  • 雑誌名: Composites Science and Technology 69 ページ: 469-476
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cruciform Specimen法を用いたガラス繊維/エポキシ樹脂界面の引張強度評価 (2009)
  • 著者名/発表者名: 荻原慎二, 坂本頼昭, 小柳潤
  • 雑誌名: 日本機械学会論文集(A編) 第75巻, 第749号 ページ: 49-55
  • NAID: 110007044755
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cruciform Specimen法を用いたガラス繊維/エポキシ樹脂界面の引張強度評価 (2009)
  • 著者名/発表者名: 荻原慎二
  • 雑誌名: 日本機械学会論文集(A編) 75 ページ: 49-55
  • NAID: 110007044755
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Probabilistic Static Fatigue Model for Transverse Cracking in CFRP Cross-Ply Laminates (2009)
  • 著者名/発表者名: Keiji Ogi
  • 雑誌名: Composites Science and Technology 69 ページ: 469-476
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cruciform Specimen法による繊維/樹脂界面破壊クライテリオン確立手法の解析的検討 (2009)
  • 著者名/発表者名: 小柳潤
  • 雑誌名: 材料システム 27 ページ: 63-69
  • 査読あり
• [雑誌論文] Evaluation of Mode III Interlaminar Fracture Toughness of Laminated Composites (2008)
  • 著者名/発表者名: Shinji Ogihara
  • 雑誌名: Science and Engineering of Composite Materials Vol.15, No.4 ページ: 303-311
• [雑誌論文] 薄層化によるCFRP積層板の耐漏洩特性の向上 (2008)
  • 著者名/発表者名: 横関智弘
  • 雑誌名: 日本航空宇宙学会論文集 56 ページ: 492-497
  • 査読あり
• [雑誌論文] Evaluation of Mode III Interlaminar Fracture Toughness of Laminated Composites (2008)
  • 著者名/発表者名: Shinji Ogihara
  • 雑誌名: Science and Engineering of Composite Materials Vol. 15 No. 4 ページ: 303-311
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mechanical Properties in a Bamboo Fiber/PBS Biodegadable Composite (2008)
  • 著者名/発表者名: Shinji Ogihara, Akihisa Okada and Satoshi Kobayashi
  • 雑誌名: Journal of Solid Mechanics and Materials Engineering Vol.2, No.3 ページ: 291-299
  • 査読あり
• [雑誌論文] CFRP積層板のモードIII層間破壊靭性評価 (2008)
  • 著者名/発表者名: 荻原慎二, 松田勝博
  • 雑誌名: 材料システム 第26巻 ページ: 49-54
  • 査読あり
• [雑誌論文] 一方向竹繊維強化PBS複合材料の力学的特性評価 (2008)
  • 著者名/発表者名: 荻原慎二, 岡田明久, 小林訓史
  • 雑誌名: 材料システム 第26巻 ページ: 61-66
  • NAID: 130007987291
  • 査読あり
• [雑誌論文] Strength Improvement on an Imaginary SiC Fiber of Ideal Diameter and Reduced Internal Defects Estimated from the Weibull Scaling of Tyranno ZMI Fiber (2006)
  • 著者名/発表者名: Tetsuya Morimoto, Koji Yamamoto, Shinji Ogihara
  • 雑誌名: JSME International Journal Series A : Solid Mechanics and Material Engineering 49 ページ: 15-19
  • NAID: 110004082837
• [雑誌論文] ポリL乳酸の破壊挙動に及ぼす熱処理条件の影響 (2006)
  • 著者名/発表者名: 小林訓史, 山口佳織, 荻原慎二
  • 雑誌名: 日本機械学会論文集(A編) 72 ページ: 93-99
  • NAID: 110004101742
• [雑誌論文] Cruciform試験片を用いた複合材料界面強度評価に関する研究 (2006)
  • 著者名/発表者名: 荻原慎二, 梅崎岳
  • 雑誌名: 材料システム 24 ページ: 17-26
  • NAID: 130007975989
• [雑誌論文] 2母数Weibull統計モデルを用いたTyranno ZMI繊維強度評価-繊維直径および内部欠落の各母数への影響- (2006)
  • 著者名/発表者名: 森本哲也, 山本耕士, 荻原慎二
  • 雑誌名: 日本複合材料学会誌 32 ページ: 83-89
• [雑誌論文] フェニルシルセスキオサン系有機無機ハイブリッドから作製した炭素繊維強化シリコンオキシカーバイド複合材料の開発 (2006)
  • 著者名/発表者名: 小林訓史, 福島学, 渡辺宏幸, 田邊靖博, 安田榮一, 荻原慎二
  • 雑誌名: 材料システム 24 ページ: 67-71
  • NAID: 130007976018
• [雑誌論文] 炭化ケイ素繊維強化プラスチックスの界面特性および引張強度評価 (2006)
  • 著者名/発表者名: 小林訓史, 藤井学, 荻原慎二
  • 雑誌名: 実験力学 6 ページ: 128-131
  • NAID: 10018147164
• [学会発表] 界面熱流体力学的アプローチによる繊維強化複合材料力学特性の制御を目指して (2009)
  • 著者名/発表者名: 荻原慎二
  • 学会等名: ホリスティックアプローチによる計算科学の新展開平成20年度研究成果報告会
  • 発表場所: 東京理科大学野田キャンパス
  • 年月日: 2009-03-24
• [学会発表] 繊維強化複合材料の界面強度評価 (ポスター発表) (2009)
  • 著者名/発表者名: 鹿島彰浩
  • 学会等名: ホリスティックアプローチによる計算科学の新展開平成20年度研究成果報告会
  • 発表場所: 東京理科大学野田キャンパス
  • 年月日: 2009-03-24
• [学会発表] 複合材料成形プロセスにおける樹脂含浸過程の解析(ポスター発表) (2009)
  • 著者名/発表者名: 山下翔太
  • 学会等名: ホリスティックアプローチによる計算科学の新展開平成20年度研究成果報告会
  • 発表場所: 東京理科大学野田キャンパス
  • 年月日: 2009-03-24
• [学会発表] 複合材料の界面強度評価について (2009)
  • 著者名/発表者名: 荻原慎二
  • 学会等名: 千葉県複合材料研究会
  • 発表場所: 千葉大学
  • 年月日: 2009-03-05
• [学会発表] Cruciform Specimen(十字型試験片)法を用いた複合材料界面強度評価 (2008)
  • 著者名/発表者名: 荻原慎二, 加藤肇, 鹿島彰浩, 五十嵐雄一, 小柳潤
  • 学会等名: 第33回複合材料シンポジウム
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 2008-10-27
• [学会発表] Cruciform Specimen (十字型試験片)法を用いた複合材料界面強度評価 (2008)
  • 著者名/発表者名: 荻原慎二
  • 学会等名: 第33回複合材料シンポジウム
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 2008-10-27
• [学会発表] Interfacial Strength Evaluation in Glass Fiber Reinforced Composites Using the Cruciform Specimen Method (2008)
  • 著者名/発表者名: Shinji Ogihara and Hajime Kato
  • 学会等名: The 3rd JSME/ASME International Conference on Materials and Processing (ICM&P 2008)(Paper No. MSEC_ICMP2008-72281)
  • 発表場所: Northwestern University, Evanston, USA
  • 年月日: 2008-10-09
• [学会発表] Interfacial Strength Evaluation in Glass Fiber Reinforced Composites Using the Cruciform Specimen Method (2008)
  • 著者名/発表者名: Shinji Ogihara and Hajime Kato
  • 学会等名: The 3rd JSME/ASME International Conference on Materials and Processing (ICM&P 2008)Poster Presentation (Paper No. MSEC_ICMP2008-72593)
  • 発表場所: Northwestern University, Evanston, USA
  • 年月日: 2008-10-08
• [学会発表] Interfacial strength Evaluation in Glass Fiber Reinforced Composites Using the Cruciform Specimen Method (Poster Presentation) (2008)
  • 著者名/発表者名: Shinji Ogihara
  • 学会等名: The 3rd JSME/ASME International Conference on Materials and Processing (ICM&P 2008)
  • 発表場所: Northwestern University (Evanston, USA)
  • 年月日: 2008-10-08
• [学会発表] 十字型試験片法を用いたガラス繊維強化複合材料の界面強度評価(ポスター発表) (2008)
  • 著者名/発表者名: 加藤肇
  • 学会等名: 第3回計算科学フロンティアフォーラム
  • 発表場所: 東京ガーデンパレス
  • 年月日: 2008-09-09
• [学会発表] 繊維強化複合材料成形プロセスにおける樹脂含浸の解析(ポスター発表) (2008)
  • 著者名/発表者名: 山下翔太
  • 学会等名: 第3回計算科学フロンティアフォーラム
  • 発表場所: 東京ガーデンパレス
  • 年月日: 2008-09-09
• [学会発表] Evaluation of Interfacial strength in a Glass Fiber Reinforced Composite using the Cruciform Specimen Method (2008)
  • 著者名/発表者名: Shinji Ogihara
  • 学会等名: The 11th Japanese-European Symposium on Composite Materials
  • 発表場所: University of Porto (ポルトガル)
  • 年月日: 2008-09-09
• [学会発表] 薄層プリプレグを用いたCFRPの極低温燃料タンクへの適用性評価 (2008)
  • 著者名/発表者名: 横関智弘
  • 学会等名: 第50回構造強度に関する講演会
  • 発表場所: 北九州国際会議場
  • 年月日: 2008-08-01
• [学会発表] Evaluation of Interfacial Strength in a Glass Fiber/Epoxy Composite with the Cruciform Specimen Method (2008)
  • 著者名/発表者名: Shinji Ogihara and Hajime Kato
  • 学会等名: The Seventh Joint Canada-Japan Workshop on Composites (Poster Presentation)
  • 発表場所: Shonan Institute of Technology
  • 年月日: 2008-07-28
• [学会発表] Evaluation of Interfacial strength in a Glass Fiber/Epoxy Composite with the Cruciform Specimen Method (Poster Presentation) (2008)
  • 著者名/発表者名: Hajime Kato
  • 学会等名: The Seventh Joint Canada-Japan Workshop on Composites
  • 発表場所: Shonan Institute of Technology (神奈川)
  • 年月日: 2008-07-28
• [学会発表] Experimental Investigation of strain Rate Effect on Mechanical Response in CFRP Laminates (Poster Presentation) (2008)
  • 著者名/発表者名: Koichiro Toda
  • 学会等名: The Seventh Joint Canada-Japan Workshop on Composites
  • 発表場所: Shonan Institute of Technology (神奈川)
  • 年月日: 2008-07-28
• [学会発表] CFRP積層板の構成層薄厚化による耐ガス漏洩性向上 (2008)
  • 著者名/発表者名: 高木智宏
  • 学会等名: 日本複合材料学会2008年度研究発表講演会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2008-06-05
• [学会発表] (2008)
  • 著者名/発表者名: Shinji Ogihara, Yoriaki Sakamoto, Hajime Kato
  • 学会等名: 13th European Conference on Composite Materials Institute of Technology
  • 発表場所: Stockholm (Sweden)
  • 年月日: 2008-06-04
• [学会発表] Interfacial Strength Evaluation in a Glass Fiber Reinforced Composite Using Cruciform Specimen Method (2008)
  • 著者名/発表者名: Shinji Ogihara
  • 学会等名: The 13th European Conference on Composite Materials
  • 発表場所: Royal Institute of Technology, Stockholm (Sweden)
  • 年月日: 2008-06-04
• [学会発表] Direct Measurement on Fracture Toughness of Carbon Fiber (2008)
  • 著者名/発表者名: Yuta Imafuku
  • 学会等名: The 13th European Conference on Composite Materials
  • 発表場所: Royal Institute of Technology, Stockholm (Sweden)
  • 年月日: 2008-06-03
• [学会発表] Effect of the Fiber/Matric Interface on the In Situ Fiber Performance of PIP-SiC/SiC Composites (2008)
  • 著者名/発表者名: Koji Konaka
  • 学会等名: The 13th European Conference on Composite Materials
  • 発表場所: Royal Institute of Technology, Stockholm (Sweden)
  • 年月日: 2008-06-03
• [学会発表] Hajime Kato and Ichiro Ueno, Evaluation of Interfacial Strength in a Glass Fiber Reinforced Composite Using Cruciform Specimen Method (2007)
  • 著者名/発表者名: Shinji Ogihara, Yoriaki Sakamoto
  • 学会等名: 2007 International Conference on Engineering Research, HoChiMinh City University of Technology
  • 発表場所: HoChiMinh (Vietnam)
  • 年月日: 2007-12-21
• [学会発表] Evaluation of Interfacial Strength in a Glass Fiber/Epoxy Composite Using a Cruciform Specimen (2007)
  • 著者名/発表者名: Shinji Ogihara, Yoriaki Sakamoto and Hajime Kato
  • 学会等名: 10^<th> Japan International SAMPE Symposium and Exhibition (JISSE-10), Tokyo Big Sight
  • 発表場所: Tokyo, Japan)
  • 年月日: 2007-11-28
• [学会発表] Evaluation of Interfacial Strength in a Glass Fiber/Epoxy Composite Using a Cruciform Specimen (2007)
  • 著者名/発表者名: Shinji Ogihara, Yoriaki Sakamoto and Hajime Kato
  • 学会等名: 10th Japan International SAMPE Symposium and Exhibition(JISSE-10)
  • 発表場所: Tokyo Big Sight
  • 年月日: 2007-11-28
• [学会発表] Cruciform試験片を用いた一方向繊維強化複合材料の横方向引張強度評価 (2007)
  • 著者名/発表者名: 荻原慎二, 加藤肇, 坂本頼昭, 上野一郎
  • 学会等名: 成形加工シンポジア07(プラスチック成形加工学会)
  • 発表場所: 山口県教育会館(山口)(ポスター発表)
  • 年月日: 2007-11-19
• [学会発表] Cruciform試験片法によるガラス繊維/エポキシ複合材料の界面強度評価 (2007)
  • 著者名/発表者名: 荻原慎二, 坂本頼昭, 加藤肇, 上野一郎
  • 学会等名: 第32回複合材料シンポジウム
  • 発表場所: 長崎総合科学大学(長崎)
  • 年月日: 2007-10-18
• [学会発表] Evaluation of Interfacial Strength in a Glass Fiber Reinforced Composite using a Cruciform Specimen (2007)
  • 著者名/発表者名: Shinji Ogihara and Yoriaki Sakamoto
  • 学会等名: International Conference on Advanced Technology in Experimental Mechanics '07(ATEM07)(Poster Presentation)
  • 発表場所: Across Fukuoka(Fukuoka)
  • 年月日: 2007-09-13