| 研究課題/領域番号 |
18K04563
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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24010:航空宇宙工学関連
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| 研究機関 | 大阪市立大学 |
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研究代表者 |
中谷 隼人 大阪市立大学, 大学院工学研究科, 准教授 (90584417)
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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 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2020年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2019年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2018年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
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| キーワード | CFRP / 層間破壊靭性 / 層間せん断強度 / き裂進展 / 層間はく離 / メッシュ構造 / 疲労寿命 / ファイバメタル積層材 / 層間破壊靱性 / 層間メッシュ層 / Rカーブ / プライドロップオフ / 炭素繊維複合材料 / ファイバメタル積層材料 |
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| 研究成果の概要 |
CFRP（炭素繊維強化プラスチック）積層板にメッシュ構造を導入し層間メッシュ層とすることで，特定の部位の層間特性を選択的かつ簡単にモディファイし，材料または構造全体の損傷許容性を改善する独自の技術に取り組んだ．層間メッシュ層の導入により層間破壊靭性が約2.8倍程度まで増加することを示し，このメカニズムをX線CT等で観察した複雑なき裂進展経路や層間せん断負荷における大変形能より明らかにした．さらにこの技術の適用により，破壊につながる層間はく離を抑制しつつ，CFRP積層板内部での大量の損傷蓄積が可能となることで，耐疲労性や耐衝撃性が改善することを示した．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
CFRP積層板の層間にメッシュ構造を導入することで，微小き裂の発生を許容しつつ，これが材料の破壊につながる大規模な層間はく離として進展することを回避するできることを示した．また，層間メッシュ層導入によって材料内で損傷を蓄積させるという独自の手法により材料・構造の耐疲労性・耐衝撃性の改善にアプローチした．
層間メッシュ層の導入は任意の位置の層間特性を改善またはモディファイでき，CFRP積層板の特定の損傷発生限からの損傷進展の抑制を可能とする．これは複合材料を用いた構造デザインの自由度を高める画期的な技術であり，複合材料の適用拡大に大きく貢献するものである．
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