| 研究課題/領域番号 |
07455394
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
影山 和郎 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助教授 (50214276)
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| 研究分担者 |
大澤 勇 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助手 (00143389)
鈴木 敏夫 東京大学, 大学院・工学系研究科, 助手 (20010895)
金原 勲 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (50011101)
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| キーワード | 複合材料 / 構造解析 / 積層板 / 有限要素法 / シミュレーションベース / メゾスコピック / ラピッドプロトタイピング / 力学特性 |
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| 研究概要 |
FRPを代表とする複合材料構造は、舟艇や海洋構造物ばかりでなく軽量化が要求される機械構造部品へ広く適用されるようになり、強度保証上の観点から複合材料構造に対する有限要素解析も盛んに行なわれるようになっている。複合材料構造が積層作業というプロセスによって製造されるという点に注目し、そのプロセスを計算機上でシミュレートすることにより、繊維配向角や積層順序を定義し、よって有限要素解析用構造モデルを構築することができる複合材料構造モデルの開発を目的として、本年度は以下の研究を行った。
サンドイッチ等積層構造を有する小型FRP船を対象に、前年度検討した積層プロセスにもとづく複合材料構造モデルの概念を具体的に適用し、形状、繊維配向角、積層順序などを定義して有限要素解析用構造モデルを作成する。形状の定義には成形型(オス型、メス型)の概念を適用し、繊維配向角の記述に必要な基準方向の設定にはドレープ性(繊維の形状追従性)を考慮した合理的でかつ実用性も高い方法を採用する。特に本年度特筆すべき成果としては、プリプレグシートの長手方向および幅方向オーバーラップ、局所座標系の定義に起因する繊維方向の偏りなど、複合材料メゾ構造が複合材料積層構造の力学的特性に及ぼす影響を評価できる解析方法を開発した。また本手法の有効性を光造形装置を用いたラピッドプロトタイピング技術を用いて型を試作した試験体の積層実験と、その試験体の振動実験により、実験的に検証した。
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