| 研究課題/領域番号 |
20H02345
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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24010:航空宇宙工学関連
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
水口 周 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (70512359)
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| 研究分担者 |
北本 和也 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 研究開発部門, 研究開発員 (80869834)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
2023年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2022年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2021年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2020年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
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| キーワード | 複合材料 / 成形 / プロセスモニタリング / 光ファイバ / 圧密化 / モデリング / 複雑形状部材 / 成形モニタリング / 光ファイバセンサ / 圧力センサ / メカニズム / 変形メカニズム / 積層 / 硬化 / モニタリング |
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| 研究開始時の研究の概要 |
著しく高い複合材構造の製造コストを低減し、次世代航空宇宙構造への複合材適用を実現するために不可欠である高精度成形技術の構築を目指す。未だに十分には理解の進んでいない、樹脂固化（ゲル化）前の内部変形をその場観察する光ファイバセンサ技術を開発するとともに、それらを再現するシミュレーション技術を構築する。また、変形メカニズムに立脚した形状変化抑制手法についても検討を行う。
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| 研究成果の概要 |
複合材成形において樹脂ゲル化前に発生する圧密化変形は、厚みの不均一化や繊維配向の乱れなどを発生させ、成形品の品質を低下させる。しかし、これまでこの圧密化変形過程を評価する手段がなく、詳細なメカニズムに対する理解が不足していた。本研究では、複合材に埋め込み可能な独自の光ファイバ形状センサを開発し、精密複合材構造の様々な成形不良メカニズムの解明に取り組むとともに、圧密化変形を予測できるモデリング手法の構築を進めた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究により、圧密化過程において、複合材構造内で生じる層スケールでの変形現象をその場計測することが可能になった。計測結果を高精度に再現可能なモデリング手法と組み合わせることで、様々な圧密化変形メカニズムを明らかにすることが出来る。従来はトライアンドエラーを繰り返すことで最適な成形プロセスが決定されてきたが、今後は詳細な変形メカニズムに立脚して効率的にプロセスの最適化を進めることが出来る。
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