| 研究課題/領域番号 |
19H02448
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| 研究機関 | 同志社大学 |
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研究代表者 |
大窪 和也 同志社大学, 理工学部, 教授 (60319465)
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| 研究分担者 |
小武内 清貴 同志社大学, 理工学部, 准教授 (30614367)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| キーワード | 炭素繊維強化複合材料 / 接合 / 面内および面外荷重 / 微細繊維 / き裂進展 / じん性 / 応力緩和現象 / 設計規準 |
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| 研究実績の概要 |
申請時の研究計画調書に従い，CFRTP（炭素繊維強化熱可塑プラスチックス）を用いた際の金属材との接合構造を想定し，その全般を含むような接合構造の強度設計手法と設計規準を社会に提唱する事を目的として研究を行った．
特に当該年度においては，昨年度までの研究結果を発展させ，3年目に検討した微細ガラス繊維を内部に含有させた締結カラーの併用効果を利用し，その際のボルト孔付近での再溶融の効果，および締結後の再応力分配の考え方を利用する技術開発を行った．現象をシンプル化するために被締結材の種別を1方向強化複合材とし，母材には熱可塑性ポリプロピレンを用いた．締結カラーの材質を母材と同材質とし，既存のボルト穴にも適合するように円筒形とした．研究の結果，締結カラーに添加するガラス繊維の繊維長と添加率や，被締結材に一旦挿入した熱可塑性樹脂カラーの再溶融温度，および厚み方向の加圧の最適条件を検討する事により，これを用いたボルト締結板の引張せん断破損荷重を，カラーを用いず切削加工のみにより開孔したボルト穴を用いる場合のそれに比べて，最大73%向上させる事ができた．この改善は，カラーに添加したガラス繊維が被締結部に適切に干渉し，ボルト穴の機械的切削加工時に生じた微細き裂を起点とするき裂の進展を抑制すると共に，面圧破壊後に生じた厚み方向のき裂開口変位を抑制する事で隣接する位置での新たなき裂の発生を防止し，部材全体としての変形能を改善させる事により得られる事がわかった．具体的には本手法により，たとえ被締結部が脆性的であっても，ボルト締結部において一旦いわゆるニーポイントを生じて線形性を失った後にも反力を増加させ，外部から見えずに耐性を維持したまま最終破壊を遅延させる構造に変更できる事を本研究により明らかにした．この知見の提示を研究成果の意義とし，今後に応用できる重要性を有する知見であると言える．
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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