| 研究課題/領域番号 |
19K04077
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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 | 東京理科大学 |
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研究代表者 |
松崎 亮介 東京理科大学, 理工学部機械工学科, 教授 (20452013)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022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)
2022年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2021年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2020年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2019年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
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| キーワード | 複合材料 / 分子シミュレーション / データ同化 / 硬化 / 結晶 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では複合材料の分子シミュレーションと現実系の乖離の解明とその低減する目的を達成するために，高分子系複合材料の分子シミュレーションと現実系の乖離要因とその影響を定量的に明らかにする．さらに，分子シミュレーションにおける乖離の主要因となるパラメータと実験値を，データ同化を活用し融合することで，実験との乖離の少ないパラメータ同定法を構築する．
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| 研究成果の概要 |
複合材料の成形過程に着目し，実験とMDの両面から検証を行い，その乖離の低減について研究を行った．熱硬化性樹脂複合材料では，異材を隣に置くと熱硬化性樹脂の硬化反応率が低下することがMDからわかった．熱可塑性樹脂の固化過程では，結晶性樹脂において炭素繊維に垂直方向に結晶が発生することが確認され，降温速度によって厚さが異なることが実験的に分かった．さらに熱硬化性樹脂のMDにおける反応パラメータが硬化反応に影響し，データ同化により実験値に近いデータが生成される可能性も示されたが，まだ乖離が残ることが明らかになった．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
学術的には，熱硬化性樹脂複合材料における異材配置と硬化反応率の関係や，熱可塑性樹脂の固化過程における結晶成長の特性など，材料科学とプロセス工学の知見を拡充した．また，熱硬化性樹脂のMDにおけるデータ同化によるモデル精度向上の可能性を示した．社会的には，これらの研究成果は複合材料の製造や応用分野において，材料設計や工程最適化に役立つ情報を提供すると考える．これにより，より効率的な製品開発や高性能材料の実現，持続可能な産業の促進に貢献することが期待される．
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