| 研究課題/領域番号 |
25420041
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| 研究機関 | 東京理科大学 |
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研究代表者 |
小柳 潤 東京理科大学, 基礎工学部, 講師 (60386604)
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| 研究期間 (年度) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| キーワード | 織物複合材料 / 有限要素法 / 接触解析 / 周期セルシミュレーション / 画像相関法 / CFRP |
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| 研究実績の概要 |
三軸織物CFRPは，炭素繊維束を60度に交差して織り込んだ後，樹脂を含浸・硬化させて作る比較的歴史の浅い織物複合材料である．極めて薄く成形することが可能で，膜状の特性を疑似的に有し，超軽量で柔軟かつ成形の自由度が高いという特徴をもつ．このような特徴を利用することにより，展開構造を有する構造部材としての適用が可能であり，宇宙衛星の伸展アンテナとしての利用が検討されている．三軸織物CFRPを使用する上で，その機械的特性の把握は必須であるが，材料の構造が複雑なため応力ひずみ関係，長期耐久性等の基本となる物性が正確に得られていない．織り構造に起因するひずみの局所化を考慮して機械的特性の発現を理解することが望ましい．
本研究では，三軸織物CFRPを有限要素法により忠実にモデル化し，引張負荷を与えたときのひずみ分布をDICにより得られたそれと比較し，ひずみの局所化を実験・解析の両面から明らかにする．三軸織物CFRPの解析において，周期境界条件を有するユニットセルを想定し，それを構成する楕円柱型CFRPをモデル化する．その後接触解析を行い織り構造をシミュレートし，接触しているCFRP同士をcohesive 挙動により接着させる．そこへ実験と同様の巨視的ひずみを与え，ひずみの局所化を解析し，実験結果と比較した．実験は画像相関法を用いた全領域ひずみ分布測定を行った．このことにより，複雑な織物構造の局所ひずみを実験的に得ることができた．解析結果は実験結果とよく一致した．
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| 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
実験・解析ともに計画通り進行している．現在のところ問題となる部分はない．
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| 今後の研究の推進方策 |
今後は時間依存性を有限要素解析によりシミュレートすることを進めていく．
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| 次年度使用額が生じた理由 |
当該年度の研究目的を達成したが少額の残ったため，次年度に回すこととした．
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| 次年度使用額の使用計画 |
少額ではあるが，次年度の物品費に計上する．
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