| 研究課題/領域番号 |
20K15038
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
小区分26030:複合材料および界面関連
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
WAN YI (ワン イー) 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 講師 (90816844)
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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 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2021年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2020年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
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| キーワード | high-performance CFRP / fabrication process / mechanical property / internal geometry |
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| 研究開始時の研究の概要 |
This research conducted a comprehensive study on fabrication conditions and mechanical performances of high-performance discontinuous fiber composites (HDFC). Feasible and efficient methods for adequate and precise evaluation of the internal geometries and the mechanical properties are provided. The relationship between fabricating processes, internal geometries and mechanical properties of HDFC are revealed in detail. The comprehensive characterization of HDFC are conducted on both the aspect of material research and the view of industrial application.
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| 研究成果の概要 |
本研究は高性能不連続炭素繊維強化複合材料（HDFC）の製造プロセスと材料特性を関係付けるモデリング手法、および内部構造を観測するX線μCT画像処理手法に関する研究を行った。具体的には、繊維強化複合材料に関する既存のモデリング解析手法はHDFCの持つ複雑なマルチスケール内部構造考慮せず、材料特性を過大評価する傾向に対し、本研究は成形プロセスと材料特性の関係についての実験による検証を行い、そして繊維強化複合材料のマルチスケールモデルと構造解析手法を構築した。さらに、HDFCの成形プロセス・内部構造・材料特性の相関関係を明らかにし、より高度で一般的なHDFC向きのモデリング解析手法の開発を試みた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
輸送機器の電動化と各種ロボットの社会実装ブームを受けて、移動体の軽量化ニーズとそのリサイクル材による高性能不連続炭素繊維強化複合材料（HDFC）の重要性が従来に増して高まってきている。HDFCにより移動体の複雑な一次構造部材を鉄の1/3～1/2の重量で製造できることが示されていることから、HDFCが安定かつ予測可能な特性を持つことを証明できれば極めて大きなブレークスルーとなる。本研究では、HDFCの製造プロセス・内部構造・材料特性を関係付けるマルチスケールモデリング解析手法を提示し、その結果を内部構造と成形過程へフィードバックすることで、より安定かつ予測可能なHDFCの開発にもつながる。
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