2016 Fiscal Year Annual Research Report
Development of a three-dimensional inelastic damage development analysis method for CFRP laminates considering microscopic interfacial damage
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15H06267
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
後藤 圭太 名古屋大学, ナショナルコンポジットセンター, 助教 (00760935)
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| Project Period (FY) |
2015-08-28 – 2017-03-31
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| Keywords | 機械材料・材料力学 / 複合材料・物性 / 計算固体力学 / 連続体損傷力学 / マルチスケール解析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究はCFRP製構造部材の効率的設計に資するため，ミクロ界面の損傷進展挙動を考慮したCFRP積層板のマルチスケール非弾性損傷進展解析手法の構築を目的とする．これを達成するため，平成28年度では，連続体損傷力学に基づく損傷表現を時間依存型の均質化理論に組込むことで，CFRP積層板の弾粘塑性挙動を考慮したマルチスケール損傷進展解析手法を構築するとともに，材料試験により材料パラメータの取得および妥当性の検証を行った．
複合材料であるCFRP積層板は，構成材料である炭素繊維と樹脂母材の力学特性が大きく異なる上に，樹脂母材の力学特性が負荷速度に応じて変化するため，非常に複雑な力学特性を示すことが知られている．そこで本研究では，従来の弾塑性材料に対する損傷発展則を時間依存変形についても取り扱うことが可能な形式へと拡張するとともに，これを均質化理論に組込むことで，炭素繊維および樹脂母材それぞれの特性から，複合材料であるCFRP積層板のマクロ力学特性とミクロ界面の損傷進展挙動を相互に関連付けて解析が可能な解析手法を構築した．つづいて樹脂母材で作成した試験片を用いて材料試験を実施することで，材料パラメータを取得するとともに，粘塑性変形の進展にともなう材料の劣化度を表す損傷発展則についても同定を行った．これらの成果を用いて非主軸負荷を受ける一方向CFRP積層板の弾粘塑性損傷進展解析を実施した結果，繊維／母材界面を起点とするミクロ界面損傷の発生・進展と，それにともなうマクロ応力－ひずみ関係の低下を確認することができ，本解析手法がCFRP積層板の非弾性損傷進展挙動を高精度かつ低コストに解析可能であることが示された．
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| Research Progress Status |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(7 results)
