| 研究課題/領域番号 |
18K03852
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分18010:材料力学および機械材料関連
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| 研究機関 | 名城大学 |
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研究代表者 |
清水 憲一 名城大学, 理工学部, 教授 (50294434)
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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 |
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2020年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
2019年度: 520千円 (直接経費: 400千円、間接経費: 120千円)
2018年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
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| キーワード | Ｘ線ひずみスキャンニング法 / 熱応力 / 短繊維GFRP / 繊維配向分布 / マイクロメカニックス / ガラス短繊維強化樹脂 / 内部ひずみ / 放射光 / ひずみスキャンニング法 / X線 / 疲労 / 短繊維樹脂複合材料 / X線測定 / 繊維配向 / ウェルド |
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| 研究成果の概要 |
3層積層構造を有する短繊維GFRPに対して，X線によるひずみスキャンニング法を行った結果，PPS相の板厚方向の熱ひずみは圧縮の値を示した．これに対して，面内方向の熱ひずみは射出方向，直交方向ともに比較的小さい値であった．
負荷応力に対して，PPS相のひずみは比例的に増加したことから，ひずみ一定モデルに従って変形することがわかった．また，引張強さから，破断時のPPS相ひずみを予測した結果，ウェルドでは小さいひずみで破断したことから，危険部位であることがわかった．ウェルドでは，マクロひずみの増加に対するPPS相のひずみ増加割合が小さかったことから，繊維と樹脂の結合が弱い可能性がある．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究は，ガラス短繊維で強化した熱可塑性樹脂PPSの複合材料に生じる内部ひずみを，高輝度放射光によるひずみスキャンニング法を用いて非破壊的に評価したものである．この方法では，細いX線束をスキャンして局所のひずみの分布を測定できるために，繊維配向が一様でない部材にも適用可能であり，実際に自動車用部品の材料に使用されているガラス短繊維強化PPSの射出成形平板に対して，板厚内部のPPS相のひずみ分布の変化を測定することに成功している．さらに理論的基礎として，繊維配向を考慮したマイクロメカニックスおよび有限要素法を組み合わせた新たな解析手法を提案し，その妥当性を示している．
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