| 研究概要 |
航空機やロケット等の飛翔体CFRP構造は,小石や鳥等の異物衝突によりはく離等の損傷を生じ構造物の大きな強度低下をもたらす.このため,異物衝突の際に生じる衝撃荷重の位置と履歴を実時間でモニターすることができれば,飛翔体構造の信頼性・安全性の大幅な向上を図ることが可能となる.本研究では,飛翔体構造に貼付したひずみセンサの応答より,衝撃荷重の位置と履歴を実時間でモニターする異物衝突の実時間監視システムを構築する.本年度得られた主要な成果は以下の通りである.
1.ひずみセンサ応答を用いた実験的衝撃荷重同定法を構築した.本手法では,荷重-ひずみ間の伝達関数を実験的に求め,この関係を用いて衝撃荷重位置・履歴の同定を行った.本手法をCFRP積層板,CFRP補強パネルに適用して,高精度の衝撃荷重位置・履歴同定が可能であることを明らかにした.
2.上記の同定した荷重の最大値より,複合材構造に生じる損傷予測を行う解析法を開発した.本解析法による損傷予測結果は,落錘衝撃試験による実験結果とよく一致しており,異物衝突監視により損傷モニタリングが可能であることが示された.
3.雹衝突等の多点荷重が作用する場合の衝撃荷重位置・履歴を同定する手法を開発し,CFRP補強パネルについて,2本のインパルスハンマ打撃による衝撃荷重実験により本手法の有効性を検証した.衝撃荷重位置・履歴とも実験結果とよい一致を示しており,多点荷重の場合にも実験的衝撃荷重同定が可能であることが示された.
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