| 研究課題/領域番号 |
18H01515
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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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| 審査区分 |
小区分22020:構造工学および地震工学関連
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| 研究機関 | 北海道大学 |
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研究代表者 |
松本 高志 北海道大学, 工学研究院, 教授 (40301121)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
9,750千円 (直接経費: 7,500千円、間接経費: 2,250千円)
2020年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
2019年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2018年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
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| キーワード | 構造工学 / 土木材料 / 複合材料 / FRP / 生体模倣 / らせん積層 / 構造工学・地震工学 / 複合材料・物性 / 高靭性 / 長寿命化 / 延命化 |
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| 研究成果の概要 |
らせん積層を有し粘り強い生体の外殻構造に着想を得て，人工物であるCFRP積層複合材料と部材の脆性挙動の改善と粘り強い特性の獲得が可能かどうかを検討した．CFRPは高強度で軽量であるが，材料および部材挙動が脆性的であり，突然の局所的な破壊を生じて，耐荷能力を急激に失う．現在多く用いられている直交積層や擬似等方積層等のCFRPが示す脆性的な挙動を改善し，粘り強い特性を獲得できるならば構造材料として大きく可能性が広がる．本研究では，CFRP積層複合材料のらせん積層構成について詳細なバリエーションを検討し，材料と部材の損傷・破壊機構を確認・考察し，CFRP構造部材の変形・耐荷性能の向上を行った．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
らせん積層を有し粘り強い生体の外殻構造に着想を得て，人工物であるCFRPでらせん積層複合材料と部材を作製し，曲げ挙動において一定の脆性挙動の改善と粘り強い特性の獲得が可能なことを示した．また，その破壊形態は従来の直交積層CFRPにみられる局所的な破断もしくは同一層間の剥離進展とは異なり，複数の層間を移りながら階段状に広範囲に剥離進展していく非常に特徴的な形態を示すことを明らかにした．本研究ではらせん積層CFRPの曲げ特性の基礎的確認を行ったことになり，今後の材料・構造の研究開発の可能性を示した．
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