| 研究課題/領域番号 |
20K04166
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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 | 明星大学 |
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研究代表者 |
小山 昌志 明星大学, 理工学部, 准教授 (00453829)
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| 研究分担者 |
武田 浩司 地方独立行政法人東京都立産業技術研究センター, 技術支援本部多摩テクノプラザ複合素材技術グループ, 副主任研究員 (20560163)
窪寺 健吾 地方独立行政法人東京都立産業技術研究センター, 技術支援本部多摩テクノプラザ複合素材技術グループ, 主任研究員 (40463004)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 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 |
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2022年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
2021年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2020年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
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| キーワード | CFRP / 樹脂含浸 / 含浸シミュレーション / 成形技術 / VaRTM / 流動シミュレーション / 製織技術 / 樹脂流動解析 / フライホイール / 炭素繊維プラスチック / 繊維製織技術 / 樹脂含浸シミュレート / 複合材料 / 樹脂流動 / 繊維配向 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
従来の複合材料の設計においては、構造における発生応力に対して任意の湾曲部自由度を持たせる最適な繊維配向を考慮した理論的な設計手法が学術的な問いとしていまだ残ってる。加えて、繊維を連続的に製織する手法として、直線的な製織技術のみが確立されてり、織物構造の途中で任意の湾曲部を付与することが可能な製織技術が存在しない。そのため、繊維の特性を十分に活かした構造体の設計指針を、製織技術、樹脂含浸技術を、実験、およびシミュレーションにより確立する。
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| 研究成果の概要 |
本研究において湾曲配向を考慮した構造体の設計、成形手法に関して実験的な検証において任意の繊維湾曲部を有する製織技術の確立を行った。加えて、成形時に重要となる樹脂含浸シミュレーション手法の確立に向けて、複数方向に繊維配向を有する織物において、解析モデルにて各所の繊維配向を考慮した浸透率を含浸パラメータとすることで実際の含浸挙動のシミュレーションが可能となることを示した。また、含浸時に生じる繊維配向の乱れの確認を機械特性および熱伝導特性の観点から明らかにすることで、シミュレーションによる含浸の妥当性を示した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究から得られた結果より、学術的な意義としては、各所により繊維配向性の異なる繊維強化複合材料に対する含浸シミュレーションのパラメータに関する設定指針が明確になったといえる。また、複雑な構造、繊維配向を有するCFRPの成形時における最適な繊維配向性を考慮した製織技術の基礎および成形時において繊維配向を考慮した含浸方法の指針確立が可能となり、従来の成形技術では実現が困難と考えられていた構造体へのCFRP適用の可能性が拡大し社会的に大きな意義を有することが示された。
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