| 研究課題/領域番号 |
07555316
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| 研究種目 |
試験研究(B)
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
金原 勲 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (50011101)
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| 研究分担者 |
大沢 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)
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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| キーワード | 炭素繊維 / AE法 / 層間はく離 / 破壊靱性 / 補強効果 / 接着界面 / 構造モデル / 強度低下 |
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| 研究概要 |
繊維複合材料による損傷を受けた構造物の補強効果を定量的に明らかにし、補強システムとして確立するための実証的研究を行った。すなわち、補強されべき構造は何らかの損傷を受けていることを前提とし、その損傷による構造の強度低下を炭素繊維複合材料による補強によりどの程度回復できているかを定量的に把握する手法に注目した。このため、き裂による構造の強度低下に対する補強の効果、接着強度、破断強度等の力学的諸条件を理論的に取り扱う計算モデルを開発し、構造モデルによる実証試験により補強効果を系統的に確認した。
具体的な研究成果は以下の通りである。損傷として最も厳しい条件であるき裂状欠陥を想定し、き裂による構造の強度低下に対する補強効果、接着強度、破壊モード等に関する破壊力学的手法による力学モデルの構築し、これら力学的因子が強度に及ぼす影響を理論的に考察した。上記の力学モデルによる理論計算結果と有限要素解析により、補強効果の定量化を目的とした試験体の設計および試験条件の設定を行なった。測定項目としては、荷重、変位ばかりでなく、き裂開口変位、補強材に作用する応力、アコースティックエミション(AE)発生挙動の測定が重要であるとの知見を得た。さらに、片側切欠き曲げコンクリート試験片の片面を一方向繊維強化複合材料で補強した供試体を用いて破壊強度試験を実施する方法を考案し、被補強材(コンクリート、鋼等)の欠陥から接着界面でのはく離、補強材の破壊等を計測した。実験結果から補強効果を定量的に評価した。
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