| 研究課題/領域番号 |
22360054
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| 研究機関 | 福井工業大学 |
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研究代表者 |
冨田 佳宏 福井工業大学, 工学部, 教授 (10031147)
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| 研究分担者 |
陸 偉 大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (20398423)
高木 知弘 京都工芸繊維大学, 工芸科学研究科, 准教授 (50294260)
屋代 如月 神戸大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (50311775)
内田 真 岡山大学, 自然科学研究科, 助教 (90432624)
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| 研究期間 (年度) |
2010-04-01 – 2013-03-31
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| キーワード | 高分子材 / 粒子強化複合材 / 多機能化 / 界面制御 / 有限要素法 / 均質化法 / 分子鎖網目理論 / 分子動力学 |
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| 研究概要 |
本研究では，マイクロ粒子充填高分子材のマクロスケールの変形挙動と充填粒子と高分子材との界面の挙動を関係つける高度化した評価モデルの開発を行い，以下の研究成果を得た。
(1)充填高分子材の特性を高範囲に制御するために導入されたカップリング剤が母層に及ぼす影響を検討する。そのために最近化学の分野で明らかにされている、変形初期における絡み点の変化を研究代表者らの非アッフィン分子鎖網目モデルに取り入れることによって、実際のミクロな組織の変化を反映したモデルが得られた。対応する3D構成式も提示した。(2)ひずみ速度に依存した充填高分子材のエネルギ吸収性，靭性，強度を調べ，充填高分子材の高機能化に必要な粒子の形状，分布形態，界面性状を評価するモデルを構築し、高速度下における変形応答の実験的評価によってその妥当性を検証した。(3)カップリング剤の添加量を変化させることによって変形を，粒内，界面，母材に集中させることが可能となる。充填材のキャビテーションや界面の剥離による平均応力抑制効果を利用し，クレーズの発生を遅らせ，エネルギをより多く吸収する局所せん断帯の発生と伝播を伴った変形を誘発させる条件を明らかにした．結晶性高分子材料についても同様の検討を行った．(4)充填粒子の分布形態は部分的に凝集構造を有し，必ずしも周期性を持たない場合がある．よって，小さなユニットセルでは実際の充填高分子の挙動を表現し得ないことが予想されるので，実際の充填高分子材の充填粒子の分布形態の抽出とその3Dモデルを構築し，新たなスーパーコンピュータの利用を視野に入れた解析の高速化に関連した研究を推進した．
(5) 得られた成果を取りまとめ国内外の研究誌に投稿し，学会発表を行うとともに，学会誌の連載講座を通じて研究成果の一部を公表し,関係分野の技術者・研究者に資することを目指した．
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| 現在までの達成度 (区分) |
理由
24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 |
24年度が最終年度であるため、記入しない。
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