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2018 年度 実施状況報告書

炭素繊維シートの真空含浸接着による溶接接合部の疲労強度向上に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 17K06538
研究機関首都大学東京

研究代表者

中村 一史  首都大学東京, 都市環境科学研究科, 准教授 (70264596)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
キーワード構造工学・地震工学 / 構造・機能材料 / 維持管理工学 / 補修・補強 / 疲労対策 / CFRP / 溶接継手 / 疲労強度
研究実績の概要

平成30年度には,前年度の面外ガセット溶接継手の補強を対象とした疲労試験を継続して実施した.その結果,CFRPの剛性に応じて,止端部のホットッスポット応力が低減されること,また,炭素繊維シートの積層接着によって疲労強度が向上することを定量的に示した.
さらに,溶接継手形状の異なる,荷重非伝達型十字溶接継手を対象に,画像情報を用いた溶接止端形状のモデル化とCFRP接着による応力低減効果の検討を行った.高精度な立体解析モデルの作成,CFRPの真空含浸接着による応力低減の評価は,前年度の面外ガセット溶接継手の検討よりノウハウが得られるので,実験とその評価を効率的に進めることができた.検討の結果,止端半径と応力集中係数の既往の関係式を参照して,炭素繊維シートの積層数に応じた応力低減式を提案するとともに,実験,解析によりその妥当性を検証することができた.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

平成30年度においては,主に2つの観点から検討を行った.1つは,昨年度からの継続研究であり,面外ガセット溶接継手に対する補強効果を定量的に示すことができた.もう1つは,検討対象を荷重非伝達型十字継手として,試験体の設計から行った.前年度からのノウハウを生かして,効率的に研究を進めることができた.特に,設計手法につながる,応力低減式を提示することができた.
以上のことから,当初の研究計画・目的に対して,おおむね順調に進展していると判断された.

今後の研究の推進方策

今後は,当初の研究計画・目的にしたがって,荷重非伝達型十字継手を対象に,疲労試験を実施する予定である.さらに,解析的検討を進めることで,炭素繊維シート接着による効果の定量化を図り,設計法の構築に向けた検討を行う予定である.

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2018

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (2件)

  • [雑誌論文] 当て板がエポキシ樹脂で接着された鋼板の接着接合部の疲労強度の評価2018

    • 著者名/発表者名
      タイウィサル,中村一史,林帆,堀井久一
    • 雑誌名

      土木学会論文集A1(構造・地震工学)

      巻: Vol.74,No.5 ページ: II_56-II_66

    • DOI

      https://doi.org/10.2208/jscejseee.74.II_56

  • [雑誌論文] 炭素繊維シートの真空含浸接着によるリブ十字溶接継手の補強に関する基礎的研究2018

    • 著者名/発表者名
      小沢拓弥,タイウィサル,中村一史,松井孝洋
    • 雑誌名

      土木学会,第7回FRP複合構造・橋梁に関するシンポジウム

      巻: 第7回 ページ: 96-102

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 積層した炭素繊維シートのVaRTM成形・接着による面外ガセット溶接継手の疲労耐久性の向上2018

    • 著者名/発表者名
      タイウィサル,小沢拓弥,譚暢,中村一史,松井孝洋
    • 雑誌名

      土木学会,第7回FRP複合構造・橋梁に関するシンポジウム

      巻: 第7回 ページ: 103-109

  • [学会発表] Improvement of fatigue durability in welded gusset joints by CF sheets using VaRTM technique2018

    • 著者名/発表者名
      V. Thay, C. Tan, H. Nakamura, T. Matsui and F. Lin
    • 学会等名
      The 9th International Conference on Fibre-Reinforced Polymer (FRP) Composites in Civil Engineering, CICE2018
  • [学会発表] 炭素繊維シートの真空含浸・積層接着による面外ガセット溶接継手の疲労耐久性の向上2018

    • 著者名/発表者名
      タイウィサル,譚暢,中村一史,松井孝洋
    • 学会等名
      土木学会,第73回年次学術講演会講演概要集

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公開日: 2019-12-27  

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