| 研究課題/領域番号 |
22KF0173
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| 補助金の研究課題番号 |
22F22066 (2022)
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| 研究種目 |
特別研究員奨励費
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| 配分区分 | 基金 (2023)
補助金 (2022) |
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| 応募区分 | 外国 |
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| 審査区分 |
小区分23010:建築構造および材料関連
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| 研究機関 | 豊橋技術科学大学 |
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研究代表者 |
松本 幸大 豊橋技術科学大学, 次世代半導体・センサ科学研究所, 教授 (00435447)
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| 研究分担者 |
PHAN NHUT 豊橋技術科学大学, エレクトロニクス先端融合研究所, 外国人特別研究員
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| 研究期間 (年度) |
2023-03-08 – 2025-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
2024年度: 300千円 (直接経費: 300千円)
2023年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2022年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
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| キーワード | 繊維強化複合材 / ボルト接合 / 柱梁接合 / 継手 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究は軽量で高強度・耐久性に優れる繊維強化樹脂材料を建設構造物に応用するために必要となる接合法とその設計法を対象に，柱梁接合部と梁継手接合部の実験と数値解析を通して，力学挙動の分析・設計法の提案を行う。建設部材向けに引抜成形された繊維強化樹脂材料は強度に優れる方向が軸方向のみに偏っていることから，接合部の複雑な応力状態では材料強度を発揮できず脆弱であることが知られている。そこで，申請者らが提案と効果の実証を進めている，接合部周辺に薄肉多軸基材を用いて補強することによる強度・延性の向上効果を実大スケールの接合部実験により明らかとし，軽量長寿命社会基盤構造の新たな接合手法の確立に繋げる。
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| 研究実績の概要 |
初年度は，本研究の目的である持続型社会基盤構造物に向けたＦＲＰ構造ボルト接合部の高度化に向け，実大スケールの載荷装置の設計・整備とパイロット試験・解析を通して，研究体制を整える予定であり，以下の内容を実施した。
（１）柱梁接合部試験を実施するために，試験体を反力壁床や油圧加力装置との取付を可能とする専用の鋼製加力フレームを設計・製作した。また，本装置の動作確認のため，柱長さ１ｍ・梁長さ１ｍのト型柱梁接合部に対する加力試験を試験的に実施し，適切に力学試験が実施できることを確認した。
（２）梁部材のボルトによる継手の試験体設計を行い，溝形断面ＧＦＲＰ材を背中合わせに組み立てた梁材の継手試験を実施した。市販の引抜成形ＧＦＲＰ材と本研究で提案する部分的に多軸基材を用いた接合形式との比較を行い，結果として，薄肉の多軸基材をボルト接合部周辺に用いることにより，継手の曲げ耐力が２倍程度に上昇することを明らかにした。これらの成果を学術論文として執筆を進めた。今後，数値解析による同定や，設計法の構築に向けた詳細な分析を行う。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
当初の計画通り，試験装置の設計・整備が進められており，力学試験についても継手試験を実施でき，研究目的の接合部耐力の上昇を確認することができているため。
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| 今後の研究の推進方策 |
２年目は実験および数値解析によるパラメトリックスタディを通して，接合法と接合部設計法の構築を進め，得られた成果を国内外会議で発表するとともに査読付き学術論文誌への投稿を行う。
初年度に構築した実験設備と試験条件に沿い，薄肉多軸基材の有無・多軸基材の積層条件・ボルト配置などを変数とした力学試験を行い，設計法の構築に必要な実験データを取得する。さらに，実験のシミュレート可能な数値解析モデルを構築し，有限要素解析により繊維強化複合材料の接合部挙動や耐力が評価可能なモデル化手法を検討し，数値解析によるパラメトリックスタディを進める。以上のような実験・数値解析結果を元として，接合部設計法の提案を行い，所望の接合部強度が得られる補強法・設計法に繋げる。
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