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X線CTによる一方向CFRPの圧縮破壊メカニズムの解明と圧縮破壊シミュレーション

研究課題

研究課題/領域番号 26820014
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 機械材料・材料力学
研究機関日本大学

研究代表者

上田 政人  日本大学, 理工学部, 准教授 (80434116)

研究協力者 三村 健人  
秋山 真範  
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2015年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2014年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
キーワード繊維強化プラスチック / CFRP / 圧縮強度 / キンクバンド / X線CT / デジタル画像相関法 / 炭素繊維強化プラスチック / 非破壊検査 / 繊維うねり
研究成果の概要

X線CT装置を用いて一方向炭素繊維強化プラスチック(CFRP)の内部観察を行った.この断層画像よりデジタル画像相関法を用いて,それぞれの繊維が有するうねりを再現した一方向CFRPの3次元有限要素法モデルを構築した.このモデルを用いて圧縮荷重を負荷する数値シミュレーションを実施した結果,炭素繊維のランダムなうねりによって,圧縮負荷に伴い一方向CFRPの内部では局所的に曲げ及びねじり変形が生じることを明らかにした.この局所的な曲げ及びねじり変形がキンクバンド破壊の起点となる可能性を示した.また,成形法に依存した繊維うねりに起因する弾性率の低減を定量的に評価することができることも示した.

報告書

(4件)
  • 2016 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2015 実施状況報告書
  • 2014 実施状況報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2017 2016 2015 2014 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 3件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] In situ observation of kink-band formation in a unidirectional carbon fiber reinforced plastic by X-ray computed tomography imaging2015

    • 著者名/発表者名
      Masahito Ueda, Kento Mimura, Tae-Kun Jeong
    • 雑誌名

      Advanced Composite Materials

      巻: 未定 号: 1 ページ: 31-43

    • DOI

      10.1080/09243046.2014.973173

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Numerical simulation for longitudinal compression of a unidirectional carbon fiber reinforced plastic constructed by X-ray computed tomography2017

    • 著者名/発表者名
      Keisuke Iizuka, Masahito Ueda, Takuya Takahashi, Akinori Yoshimura, Masahiro Nakayama
    • 学会等名
      2017 International Conference on Materials and Processing
    • 発表場所
      アメリカ,カリフォルニア(University of Southern California)
    • 年月日
      2017-06-04
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] X線CTを用いた一方向炭素繊維強化プラスチックの三次元有限要素モデル構築と圧縮シミュレーション2017

    • 著者名/発表者名
      高橋拓也, 上田政人, 飯塚啓輔, 吉村彰記, 中山真広
    • 学会等名
      第8回日本複合材料会議
    • 発表場所
      東京大学(東京都文京区)
    • 年月日
      2017-03-16
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] X線コンピュータ断層撮影法を用いた一方向炭素繊維強化プラスチック内部の繊維位置の同定2016

    • 著者名/発表者名
      飯塚啓輔, 上田 政人, 吉村彰記
    • 学会等名
      第41回複合材料シンポジウム
    • 発表場所
      京都テルサ(京都府京都市)
    • 年月日
      2016-09-15
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] X線コンピュータ断層撮影画像を用いた圧縮負荷下の一方向炭素繊維強化プラスチックの3次元有限要素モデルの構築2016

    • 著者名/発表者名
      飯塚啓輔, 上田政人, 三村健人
    • 学会等名
      第7回日本複合材料会議
    • 発表場所
      京都府民総合交流プラザ 京都テルサ(京都府,京都市)
    • 年月日
      2016-03-17
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] X-Ray computed tomography of a unidirectional carbon fiber reinforced plastic during longitudinal compression2015

    • 著者名/発表者名
      Masahito Ueda, Keisuke Iizuka, Akinori Yoshimura
    • 学会等名
      14th Japan International SAMPE symposium and exhibition
    • 発表場所
      石川県政記念 しいのき迎賓館(石川県,金沢市)
    • 年月日
      2015-11-09
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Observation of kink-band formation in a unidirectional carbon fiber reinforced plastic during longitudinal compression by means of X-ray computed tomography2015

    • 著者名/発表者名
      Masahito Ueda, Kento Mimura, Akinori Yoshimura
    • 学会等名
      The 14th Japanese-European Symposium on Composite Materials
    • 発表場所
      金沢工業大学(石川県,野々市市)
    • 年月日
      2015-09-18
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Observation of kink-band formation in a UD CFRP by X-ray CT imaging2014

    • 著者名/発表者名
      Kento Mimura, Masahito Ueda
    • 学会等名
      1st Joint Turkey-Japan Workshop on Polymeric Composite Materials
    • 発表場所
      トルコ
    • 年月日
      2014-05-12
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [備考] 研究室ホームページ

    • URL

      http://www.mech.cst.nihon-u.ac.jp/studies/ueda/index.html

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書 2014 実施状況報告書
  • [備考] 研究室ホームページ

    • URL

      http://www.mech.cst.nihon-u.ac.jp/studies/ueda/

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書

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公開日: 2014-04-04   更新日: 2018-03-22  

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