• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2015 年度 実績報告書

3軸織物CFRPの時間依存力学特性

研究課題

研究課題/領域番号 25420041
研究機関東京理科大学

研究代表者

小柳 潤  東京理科大学, 基礎工学部, 講師 (60386604)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
キーワード三軸織物CFRP / 画像相関法 / 周期セルシミュレーション / 複合材料
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・硬化させて作られる,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.これらの独特の特徴がここ十数年で注目され始め,各種の研究が行われている.このような特徴を利用することにより,展開構造を担う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,応力ひずみ関係や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た機械的特性の発現を理解することが望ましい.
ひずみの局所化を議論する上でそれが困難な理由の一つとしてひずみゲージによる点での計測が難しいことが挙げられる.本研究で用いる三軸織物CFRPは,一つの穴の直径が約2mmと,ひずみゲージより小さい.本材料のひずみの評価には全領域のひずみ測定が望ましい.その手法としてはデジタル画像相関法(Digital Image Correlation : DIC)が挙げられる.DICを用いた全領域ひずみ測定は近年急速に広がりつつあるが,カメラさえあれば測定できるところがDICの魅力の一つでもある.
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.続いて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.

  • 研究成果

    (2件)

すべて 2016

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (1件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Time dependence of mesoscopic strain distribution for triaxial woven carbon-fiber-reinforced polymer under creep loading measured by digital image correlation2016

    • 著者名/発表者名
      Jun Koyanagi, Nagayama H, Yoneyama S, Aoki T
    • 雑誌名

      Mechanics of Time-Dependent Materials

      巻: 20 ページ: 1-14

    • DOI

      10.1007/s11043-016-9292-1

    • 査読あり
  • [学会発表] Numerical Simulation of Triaxial Woven CFRP under Tensile Loading2016

    • 著者名/発表者名
      Jun Koyanagia*, Erina Imaia, Ryo Higuchib, Akinori Yoshimurac, Tomonaga Okabeb, Satoru Yoneyama, and Takahira Aoki
    • 学会等名
      17th European Conference on Composite Materials
    • 発表場所
      ドイツ,ミュンヘン
    • 年月日
      2016-06-26 – 2016-06-30
    • 国際学会

URL: 

公開日: 2017-01-06  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi