| 研究課題/領域番号 |
15K17940
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
向山 和孝 大阪大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (80743400)
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| 研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| キーワード | DHH上翅 / 断面観察 / 引張試験 / 3層構造 / 損傷進展 |
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| 研究実績の概要 |
本研究の目的は，ヘラクレスオオカブトムシ（以下，DHHと称す）の上翅構造に基づき，強度と軽量性を両立した複合材料の設計指針を構築することである．今年度の実施内容は以下のとおりである．
(1)DHH上翅構造の断面観察を光学顕微鏡により行った．その結果，上翅の断面構造は3層構成（最表面層（厚層），キチン質の繊維層，最表面層（薄層））であることを確認した．さらに，キチン質の繊維は複数の角度に配向し，積層していることを確認した．しかしながら，本観察は光学顕微鏡による局所的な観察に留まっており，チキン質の繊維配向の全容が明らかでない．上翅構造の比強度，比剛性の発現は，層構成，チキン質の繊維配向，上翅形状の3つ状態が関係していると考えられるため，上翅の構造全体を把握するための観察方法を再度，検討する必要がある．
(2)DHH上翅の引張試験および光源を利用した損傷進展挙動のその場観察を行った．試験片は，長さが約35mm，幅が約10mmの短冊形状とし，正中線に対して0度，45度で切り出した．その結果，光源を利用した損傷進展観察により，最表面層に生じるき裂発生と進展を観察することができた．上翅破面の様相は繊維強化複合材料の破面の様相と酷似しており，繊維の引抜けが観察された．また，長期保存した上翅の場合，引張特性が変化する現象を確認した．本現象は乾燥によるチキン質繊維層の脆化によるものと推察されるが，引張特性を評価する上で，上翅の保存状況に注意を払う必要がある．
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
DHH上翅構造の断面観察および力学的特性評価について，力学的特性評価については当初の計画通りであるが，断面観察については上翅構造の調査が局所的であり，全体構造の把握まで至っていないことから，やや遅れていると判断する．
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| 今後の研究の推進方策 |
DHH上翅構造の光学顕微鏡による局所的な断面観察を引き続き行う．それと並行に上翅の全体構造を把握するための観察方法を検討し，上翅の全体構造を解明する．上翅構造を解明した後は，上翅構造を模擬した数値解析モデルを作成し，有限要素法に基づく損傷進展解析により上翅構造の強度発現機構を解明する．
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