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2019 年度 実施状況報告書

断面内における繊維不均一性を有するFRP部材の部材強度評価法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 19K04578
研究機関神戸大学

研究代表者

橋本 国太郎  神戸大学, 工学研究科, 准教授 (40467452)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
キーワードGFRP / 部材強度評価 / 繊維不均一
研究実績の概要

本研究では,GFRP(ガラス繊維強化プラスチック)を対象に,簡易に部材強度を評価する手法を開発するために,昨年度は一方向に繊維が入っている一方向材および二方向に繊維が入っている二方向材を使用し,C形部材の各部位(隅角部やそれ以外の部位)から採取したクーポン試験片,および同じC形部材から3つの板要素試験片を切り出し,引張試験を実施した.GFRP材料の強度のばらつきを考慮し,クーポン試験および板要素試験ともに5体ずつの試験片を用意し,試験を行った.また,FE解析を実施し,繊維が不均一になったGFRP部材のモデル化の検討を行った.
クーポン試験片の引張試験では,各部位の引張強度及び引張弾性係数を計測することができ,また板要素試験片の引張試験とクーポン試験片の結果を比較することで,部材強度の予測の可能性を検討した.その結果,クーポン試験片の最小引張強度と板要素試験の引張強度がほぼ一致したことから,実際の部材強度を評価するためには,平均値ではなく最小値を用いることが重要であることが示唆される.また,クーポンの切り出し位置が多くなる場合は,板要素試験を実施することで代用できる可能性も見出した.さらに,FE解析に関しては,部材内の各部位ごとの材料強度を入力することで部材強度の評価の精度が向上する可能性が示された.
今年度は,部材そのもの引張試験を実施することや,同じGFRP部材の圧縮特性を検討するために,試験片や載荷治具は圧縮用のものを用意し,圧縮試験を実施する予定である.また,FE解析に関しては,引き続き引張・圧縮特性の両方に着目したモデル化の検討を行う予定である.

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

特に,実施の遅れはなく,順調に研究が進んだ.

今後の研究の推進方策

今年度は部材の引張試験の実施,および圧縮特性を検討するために①クーポン試験,②板要素試験,③部材試験を実施する予定である.また,FE解析も圧縮特性を考慮した解析モデルの構築を目指す.さらに,試験に用いたC形部材の各部位の繊維含有率の測定も実施し,強度の比較を行う.

  • 研究成果

    (2件)

すべて 2019

すべて 学会発表 (2件)

  • [学会発表] 断面内の繊維不均一性を考慮したFRP部材の強度評価2019

    • 著者名/発表者名
      二見悠太郎,橋本国太郎
    • 学会等名
      令和元年土木学会関西支部年次学術講演会
  • [学会発表] 断面内の繊維不均一性を有するFRP部材の部材引張強度評価法の検討2019

    • 著者名/発表者名
      二見悠太郎,橋本国太郎
    • 学会等名
      第13回複合・合成構造の活用に関するシンポジウム

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公開日: 2021-01-27  

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