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2011 年度 実績報告書

ナノオーダー精度を有する大型軽量熱安定CFRP製鏡の開発

研究課題

研究課題/領域番号 22760627
研究機関独立行政法人宇宙航空研究開発機構

研究代表者

小柳 潤  独立行政法人宇宙航空研究開発機構, 宇宙科学研究所, 助教 (60386604)

キーワードCFRP / ミラー
研究概要

炭素繊維強化プラスチック(CFRP)製の軽量鏡の開発を研究の目的とする.この鏡面精度の持続性の確保のために重要な大きな課題の一つは,CFRP自体のマイクロオーダー以下の経時変形を追うことである.本年度はこのことを中心に研究した.CFRPの経時変形は,主に3種類に分類される.力学的因子による粘弾性変形,化学的因子である自己収縮,外的因子である吸湿・脱水変形である.重力や機械的ファスナ・もしくは内部残留応力により応力が発生した場合,粘弾性理論に基づきCFRPは変形する.クリープ試験,粘弾性試験,動的機械試験を行い,温度時間換算則に基づいて,これを定量的に調査した.化学的因子と考えられる自己収縮は,高分子材料の場合「フィジカルエージング」と呼ばれ,広く知れ渡っている.本研究ではこれを定量的に調査した.フィジカルエージングによる収縮に対しても温度時間換算則が成り立つことが明らかとなった.しかし,温度が高ければフィジカルエージングの熱力学的平衡状態に達するまでが近く,収縮が顕著に表れないこともわかった.吸湿変形・脱水変形は,吸水試験感想試験により求め,一般的なFick拡散によって整理できることを確認した.これらの3種類の変形の収支を考えることにより,CFRPのマイクロオーダー以下の経時変形を正確に予測できるようになった.今年度ではこれらを踏まえ,超軽量CFRP鏡を製作した.来年度はこの鏡の各環境に対する鏡面精度の持続性の検討を行う.

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

CFRP自体の経時変形を定量的に予測できるようになったため,変形しないCFRP鏡という観点での設計・製作が可能となった.計画通りに研究が進んでいると言える.

今後の研究の推進方策

様々な環境を経験したCFRP鏡の鏡面精度を評価する.CFRP鏡としての性能の限界を見極める.

  • 研究成果

    (4件)

すべて 2011

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (1件)

  • [雑誌論文] Temperature dependence of glass fiber/epoxy interface normal strength examined by a cruciform specimen method2011

    • 著者名/発表者名
      Jun Koyanagi, Shinji Ogihara
    • 雑誌名

      Composites Part B

      巻: Vol.42 ページ: 1492-1496

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Prediction of Long-Term Durability of Unidirectional CFRP2011

    • 著者名/発表者名
      Jun Koyanagi, Masayuki Nakada, Yasushi Miyano
    • 雑誌名

      Journal of Reinforced Plastics and Composites

      巻: Vol.30 ページ: 1305-13

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of ply angle misalignment on out-of-plane deformation of symmetric cross-ply CFRP laminates2011

    • 著者名/発表者名
      Yoshihiko Arao, Jun Koyanagi, Shin Utsunomiya, Hiroyuki Kawada
    • 雑誌名

      Composites Structures

      巻: Vol.93 ページ: 1225-1230

    • 査読あり
  • [学会発表] Time and temperature dependence of surface accuracy of high-precision CFRP mirror2011

    • 著者名/発表者名
      Koyanagi J., Arao Y., Takeda S., Utsunomiya S., Kawada H
    • 学会等名
      18^<th> International Conference on Composite Materials
    • 発表場所
      韓国チェジュ島
    • 年月日
      2011-08-25

URL: 

公開日: 2013-06-26  

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