超弾性構成則に基づく有限変形粘弾性・粘塑性モデルによる複合材の損傷進展解析

• 研究課題/領域番号: 24K17167
• 研究種目: 若手研究
• 配分区分: 基金
• 審査区分: 小区分18010:材料力学および機械材料関連
• 研究機関: 東北大学
• 研究代表者: 龍薗 一樹 東北大学, 工学研究科, 助教 (60982791)
• 研究期間 (年度): 2024-04-01 – 2027-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2024年度)
• 配分額: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円); 2026年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2025年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円); 2024年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
• キーワード: 熱可塑性複合材料 / 有限変形 / 超弾性 / 粘弾粘塑性 / 損傷進展解析

研究開始時の研究の概要

熱可塑性複合材料はリサイクル可能な航空機材料として有望視されているものの、熱硬化性複合材料に比べて大変形が生じるうえ、微小・中間変形域では粘弾性特性が強く、大変形域では粘塑性特性が支配的となる。したがって、航空機の構造部材への適用に向けた信頼性向上のためには、大変形および粘弾性・粘塑性的な材料挙動を再現したうえで、正確に破壊強度を予測する損傷進展解析が必要である。そこで本研究では、超弾性構成則に基づく有限変形理論の枠組みの中で粘弾性・粘塑性複合構成則を定式化し、様々な積層構成・環境条件における熱可塑性複合材料の損傷進展解析を開発する。