2018 Fiscal Year Annual Research Report
Prediction method of process-induced stress distribution of FRP laminates based on in-situ measurement technology
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16K05985
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| Research Institution | Kochi University of Technology |
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Principal Investigator |
高坂 達郎 高知工科大学, システム工学群, 准教授 (80315978)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 複合材料 / 成形誘起応力 / 硬化収縮 / 有限要素解析 / 熱硬化性樹脂 / 硬化度 / 光ファイバセンサ / FBGセンサ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
熱硬化性樹脂基複合材料の成形では，温度変化や樹脂の硬化収縮によって生じる強化繊維と樹脂の変形のミスマッチによって，残留応力分布が生じることはよく知られている．これまで硬化収縮の影響は無視できるほど小さいと考えられていたが，前年度までに光ファイバを強化繊維としたモデル材を用いて繊維に生じる成形誘起ひずみを実際に測定することで，硬化収縮によるひずみは全体の残留ひずみの20％弱程度であり，無視できないことを示してきた．また，温度，硬化度，ひずみ分布の予測が可能な有限要素解析コードの構築を行った．
今年度はマルチスケール有限要素解析コードの構築と，成形時の境界条件の影響を明らかにすることを目的として，解析および実験を行った．マルチスケール解析コードの構築については，ズーミング法と均質化法の検討を行った．ズーミング法についてはFRPとしてのマクロ特性に関して十分に正確なモデルを構築することが出来なかったため，引き続き検討課題となる．また均質化法についてはある程度の段階まで構築することができたものの，最終年度中に完成させることが出来なかったため，今後も引き続き構築を進める．
成形時の境界条件の影響を明らかにすることを目的とした実験では，従来よりも型の拘束を弱めることにより，型の影響を調べた．その結果，型拘束が十分に弱い場合は，硬化収縮ひずみが非常に小さくなることが実験から分かった．しかし同時に，冷却時の熱ひずみには，型拘束の影響がほとんど現れないことも明らかになった．この結果は，型拘束の強さに繊維の硬化反応誘起ひずみが影響を受けることを示唆しているが，冷却ひずみには影響が無いので現在のモデルではこれを説明することが出来ず，型拘束の状態が成形温度によって変化している可能性がある．今後はこの現象を説明できるモデルの構築に取り組んでゆく．
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Research Products
(2 results)
