| 研究課題/領域番号 |
26420012
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| 研究機関 | 名古屋工業大学 |
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研究代表者 |
西田 政弘 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (60282828)
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| 研究期間 (年度) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| キーワード | 材料力学 / 衝撃強度 / 超高速 |
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| 研究実績の概要 |
三年間の科研費（ｃ）の２年目である平成２７年度には，二段式軽ガスガンを用いて加速させたアルミニウム合金球（直径１ｍｍ）を炭素繊維強化複合材料（CFRP）板に垂直衝突させ，超高速衝突時のイジェクタを詳しく調べた．交付申請書に記載した「研究実施計画」に従い，２種類のCFRP板（150 mm×100 mm）をターゲットとして用いた．実験方法は，ＩＳＯ規格（11227:2012）に準拠したアルミニウム合金球（A2017）を用いて実験を行った．
これまで，イジェクタの評価方法は，実験チェンバーから回収したイジェクタを一個一個撮影し，画像処理することにより調べていたが，大きなサイズでは有効であるものの，非常に小さいイジェクタの測定は難しく，小さいイジェクタも精度が低いと考えられる．そこで，ISO規格（11227:2012）に準拠し，ターゲット前後に検証板を設置し，衝突痕からイジェクタの量を推定することを試みた．しかし，ISO規格に基づいたイジェクタの評価法は，未だ明確に確立されていないため，精度よく，衝突痕を判別するために，飛翔体へのライティング，画像処理方法の改良を行った．宇宙環境を模擬した劣化試験では，ガンマ線照射施設（名古屋大学コバルト60γ線照射室）に比べて，安定的に照射することができる，高崎量子応用研究所で行うことにした．さらに，これまでの実験では，周囲の空気の影響により，CFRPの酸化劣化が結果に大きな影響を与えることが分かった．そこで，真空環境で実験できるように，真空のガラスアンビルを用いて，CFRPを封入した実験も行った．
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
想定したような劣化を得るために，予想以上に時間がかかってしまった．宇宙環境を模擬した劣化試験を一部追加で実験することになり，劣化試験の遂行が少し遅れているが，準備や必要な手順などが良くわかり，ほぼ計画通り遂行している．引張試験は現在データを増やしており，急ぎ，損傷設計のための指針を得るつもりである．
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| 今後の研究の推進方策 |
最後の年に当たる平成28年度も，昨年に引き続き，超高速飛翔体衝突を受けた劣化CFRP板に，引張試験およびサイクル試験を行い，強度低下を明らかにし，余寿命評価の指針および信頼性向上のための基礎データを得る．劣化していないCFRP板の結果と比較する．これまでの結果を元に，CFRPを1種類に絞りこみ，2種の劣化条件を選ぶ．サイクル試験中は，デジタルカメラおよび赤外線カメラを用いて観察する．サイクルによる劣化曲線を作成し，余寿命予測について考察する．
さらに，ドリル穴を空けた劣化CFRP板に熱サイクル試験を行い，強度の低下度合を確認する．超高速飛翔体衝突を受けた劣化CFRP板に，熱サイクル試験を行った結果と比較し，超高速衝突による貫通穴と等価なドリル穴を調べ，損傷許容設計のための指針を得る．
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