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加熱・展開機能を最適化した宇宙展開構造用複合材料システムの創製

研究課題

研究課題/領域番号 25420850
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 航空宇宙工学
研究機関京都大学

研究代表者

西川 雅章  京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (60512085)

研究分担者 北條 正樹  京都大学, 大学院工学研究科, 教授 (70252492)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2015年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2014年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2013年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワード機能性ポリマー複合材料 / 展開性能 / 温度計測 / 形状固定・形状回復 / 有限要素解析
研究成果の概要

宇宙展開構造用途として,加熱機構を組み込んだ形状記憶複合材料システムを提案し,展開性能を材料に付与する温度分布を通じて制御可能であることを実験および有限要素解析を用いて実証した.加熱により形状変化が生じる繊維強化形状記憶複合材料の有する粘弾性特性(温度依存特性)を利用した.加熱パターンに応じて展開率や展開に必要な時間が変化することを実験的に示すとともに,非定常熱伝導解析と材料の粘弾性解析により,展開時間を考慮した展開特性の予測手法を確立した.また,三層モデルを用いたシェル要素シミュレーションを構築し,薄膜複合材料の特性を考慮して展開ダイナミクスを高精度に解析できることを示した.

報告書

(4件)
  • 2015 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2014 実施状況報告書
  • 2013 実施状況報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2015 2014 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Effect of reinforcing layer on shape fixity and time-dependent deployment in shape-memory polymer textile composites2015

    • 著者名/発表者名
      Yuta Naito, Masaaki Nishikawa, Masaki Hojo
    • 雑誌名

      Composites A

      巻: 76 ページ: 316-325

    • DOI

      10.1016/j.compositesa.2015.06.011

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] せん断破壊を考慮した一方向繊維強化複合材料の圧縮強度に関する有限要素解析2015

    • 著者名/発表者名
      西川雅章,武田一朗,上田桂,北條正樹
    • 学会等名
      第1回材料WEEK
    • 発表場所
      京都テルサ,京都市,京都府
    • 年月日
      2015-10-15
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Micromechanical Finite Element Analysis on Compressive Strength of Carbon Fiber-Reinforced Plastics2015

    • 著者名/発表者名
      Masaaki NISHIKAWA, Ichiro TAKETA, Kei UEDA, Masaki HOJO
    • 学会等名
      14th Japanese-European Symposium on Composite Materials
    • 発表場所
      Ohgigaoka Campus, Kanazawa Institute of Technology, Kanazawa, Japan
    • 年月日
      2015-09-18
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] モード合成法を用いたCFRP薄膜の変形挙動の解析2015

    • 著者名/発表者名
      永田恵輔,西川雅章,北條正樹
    • 学会等名
      第40回複合材料シンポジウム
    • 発表場所
      金沢工業大学 扇が丘キャンパス,野々市市,石川県
    • 年月日
      2015-09-18
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Finite element analysis for application of shape memory polymer composite to flexible active components of future aerospace structures2015

    • 著者名/発表者名
      M. Nishikawa, Y. Naito, Y. Sekiya and M. Hojo
    • 学会等名
      2nd Turkey-Japan Workshop (TJC) on Polymeric Composite Materials
    • 発表場所
      Altınyunus Hotel, Cesme, Izmir, Turkey
    • 年月日
      2015-05-09
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] シェル要素によるCFRP膜面の展開挙動の解析2015

    • 著者名/発表者名
      永田恵輔,西川雅章,北條正樹
    • 学会等名
      第6回日本複合材料会議(JCCM-6)
    • 発表場所
      東京理科大学 葛飾キャンパス
    • 年月日
      2015-03-04
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 展開時間を考慮した形状記憶複合材料の展開モデルの検討2014

    • 著者名/発表者名
      内藤悠太,西川雅章,北條正樹
    • 学会等名
      第58回宇宙科学技術連合講演会
    • 発表場所
      長崎ブリックホール
    • 年月日
      2014-11-13
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] シェル要素を用いた展開膜の展開挙動の解析2014

    • 著者名/発表者名
      永田恵輔,西川雅章,北條正樹
    • 学会等名
      第58回宇宙科学技術連合講演会
    • 発表場所
      長崎ブリックホール
    • 年月日
      2014-11-13
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 形状記憶複合材料の展開性能に加熱温度が及ぼす影響

    • 著者名/発表者名
      内藤悠太,西川雅章,北條正樹
    • 学会等名
      日本機械学会 M&M2013材料力学カンファレンス
    • 発表場所
      岐阜大学(岐阜県岐阜市)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 形状記憶複合材料を用いたモーフィングスキンにおける材料特性分布の最適化

    • 著者名/発表者名
      関谷優太,西川雅章,北條正樹
    • 学会等名
      日本機械学会 M&M2013材料力学カンファレンス
    • 発表場所
      岐阜大学(岐阜県岐阜市)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 形状記憶複合材料の展開のための加熱温度分布の検討

    • 著者名/発表者名
      内藤悠太,西川雅章,北條正樹
    • 学会等名
      第5回日本複合材料会議
    • 発表場所
      キャンパスプラザ京都(京都府京都市)
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [備考] 研究室ホームページ

    • URL

      http://ams.me.kyoto-u.ac.jp

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書

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公開日: 2014-07-25   更新日: 2019-07-29  

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