| 研究課題/領域番号 |
13555179
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 展開研究 |
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| 研究分野 |
複合材料・物性
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| 研究機関 | 京都工芸繊維大学 |
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研究代表者 |
仲井 朝美 京都工芸繊維大学, 工芸科学研究科, 助手 (10324724)
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| 研究分担者 |
魚住 忠司 村田機械株式会社, 繊維機械事業部, 研究員
濱田 泰以 京都工芸繊維大学, 工芸科学研究科, 教授 (10189615)
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| 研究期間 (年度) |
2001 – 2003
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| キーワード | 組物 / 複合材料 / 力学的特性 / 組機 / 繊維配向状態 / 設計手法 |
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| 研究概要 |
本研究では道具が考案される前に手だけで作られていた多様な組物の組構造を決定し、機械化するための手順を研究した。組物の経路図と繊維束数の決定の公式を導き、さらに組物を作製するための経路図の設計方法を検討した。組物を作製するための組機のホーンギアの設計・配置について検討を行い、組物の作製技術を機械化した。実際に設計された組機を、現有の組機を改良することで試作した。また組紐の構造と複合材料の物性の関係を解明するために、繊維束形状を考慮した繊維束配向モデル、組物変形モデルを構築した。具体的に得られた成果は以下のとおりである。
1.経路図の機械化設計
古代組物の経路図の設計方法を考察し、任意の組構造を有する組物を機械化する手法を提案した。
2.組物作製機械の設計・組機の改造
1.において設計された経路図をもとに、組物を作製する為の組機のホーンギアの設計・配置について検討した。実際に設計された組機を、現有の組機を改良することで試作した。
3.CAE手法を用いた組物内部構造の構築・繊維配向状態の予測
組物の内部観察を行ない、繊維配向状態を観察した。画像処理による組物の三次元構築を行ない、繊維配向状態のモデル化を行った。また、組物に荷重を負荷した際の繊維配向状態を観察し、内部構造の変形モデルを構築した。
4.組物複合材料設計手法の提案
一連の結果より、機械設計から材料設計、構造設計まで統一された組物複合材料の設計手法を提案した。本設計手法を用いて、組物作製機構解析をおこない、組物作製条件の決定、複合材料中の組物の幾何学的形状予測を行った。
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