微視的損傷進展に伴う非線形挙動を考慮したCFRPの亀裂進展挙動評価とメカニズム解明

• 研究課題/領域番号: 24K17173
• 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: 東京都立大学
• 研究代表者: 大島 草太 東京都立大学, システムデザイン研究科, 助教 (90885112)
• 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: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2024年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
• キーワード: 炭素繊維複合材料 / 微視的損傷 / トランスバースクラック

研究開始時の研究の概要

高強度・軽量の炭素繊維複合材料（CFRP）は破壊進行領域においてCFRPを構成する樹脂の亀裂や樹脂と繊維のはく離などの損傷が逐次あるいは同時に発生する。しかし、微視的な損傷進展と設計に使用する強度指標（亀裂進展抵抗）の関係については十分に理解が進んでいない。本研究では大きさの異なる試験片の破壊挙動の相違に着目し、微視的損傷の影響を考慮した強度指標の評価を試みる。さらに、高倍率顕微鏡を利用して損傷の進展過程を観察し、微視的損傷と強度指標の関係を結びつける。炭素繊維や樹脂の特性を変更したCFRPに対して評価を行い、微視的観点から高性能な複合材料開発のための設計指針を得る。