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繊維強化複合材料の損傷を考慮した非線形力学モデル構築のための実験的評価手法の確立

研究課題

研究課題/領域番号 18K03848
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分18010:材料力学および機械材料関連
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, 教授 (70266906)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2018年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード炭素繊維強化プラスチック / 粘塑性 / 応力緩和 / 非弾性力学挙動 / 積層構造 / 損傷 / ひずみ速度依存性 / 繊維強化プラスチック / 有限変形
研究成果の概要

CFRPアングルプライ積層板における,ひずみ速度の異なる単調引張試験,ひずみ漸増応力緩和試験,負荷―除荷試験,負荷ー除荷サイクル中における応力緩和試験,定応力負荷ー除荷試験におけるラチェッティング挙動について実験的評価を行い,過応力を用いた直交異方性粘塑性モデルを構築した.このモデルは,全応力を平衡応力と過応力に加算的に分解するもので,各応力に構成則を設定する.平衡応力にホフマンの弾塑性モデルを使用し,過応力にはひずみ速度への非線形な依存性を考慮できるものを使用した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

連続繊維強化複合材料・構造の力学挙動モデル化については,微小弾性変形を仮定するものがほとんどで,塑性力学的研究は少なく,特に有限変形を考慮した粘塑性解析はほとんどなされていない.積層構造によっては,そのようなモデル化が必要であり,異方性を有する繊維強化複合材料・構造に対して,損傷を考慮した有限変形下での非線形力学モデルを構築しようとするところに本研究の学術的および社会的意義がある.

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 4件、 招待講演 1件)

  • [国際共同研究] ニューキャッスル大学(英国)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [雑誌論文] Damage behaviors in cross-ply cloth CFRP laminates cured at different temperatures2020

    • 著者名/発表者名
      M. J. Mohammad FIKRY and Shinji OGIHARA
    • 雑誌名

      Mechanical Engineering Journal

      巻: 7 号: 5 ページ: 20-00383-20-00383

    • DOI

      10.1299/mej.20-00383

    • NAID

      130007926529

    • ISSN
      2187-9745
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Variational Analysis of Laminates with Divided Regions in Longitudinal Direction2020

    • 著者名/発表者名
      M. J. Mohammad Fikry and Shinji Ogihara
    • 学会等名
      Joint Conference of 23rd International Conference on Composite Structures (ICCS23) & 6th International Conference on Mechanics of Composites (MECHCOMP6)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Measurement of Residual Strains as a Parameter of Matrix Cracking in CFRP Laminates2020

    • 著者名/発表者名
      M. J. Mohammad Fikry, Shinji Ogihara and Vladimir Vinogradov
    • 学会等名
      The International Conference on Leading Edge Manufacturing/Materials & Processing (LEMP)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Mechanical Properties and Damage Behavior of Angle-ply CFRP Laminates with Discontinuous Plies2020

    • 著者名/発表者名
      M. J. Mohammad Fikry, Zulkifli Nur Atikah and Shinji Ogihara
    • 学会等名
      International Conference on Fracture and Damage Mechanics (FDM)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Evaluation of Nonlinear Mechanical Behavior in Fiber Reinforced Laminated Composites2020

    • 著者名/発表者名
      Shinji Ogihara
    • 学会等名
      44th International Conference and Exhibition on Advanced Ceramics and Composites
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 繊維強化複合材料の非線形力学特性評価2019

    • 著者名/発表者名
      荻原慎二,板橋洋輔
    • 学会等名
      日本機会学会2019年度年次大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 繊維強化複合材料積層板の非線形力学挙動2019

    • 著者名/発表者名
      荻原慎二
    • 学会等名
      日本機械学会第27回機械材料・材料加工技術講演会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] CFRPアングルプライ積層板の粘塑性力学挙動評価2018

    • 著者名/発表者名
      荻原慎二
    • 学会等名
      日本機械学会第26回機械材料・材料加工技術講演会(山形大学(米沢))
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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