2012 Fiscal Year Annual Research Report
粗視化分子動力学とナノ工学の融合による複合材料樹脂含浸解析と高性能化
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22360048
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
北條 正樹 京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (70252492)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
西川 雅章 京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (60512085)
井上 康博 京都大学, 再生医科学研究所, 准教授 (80442929)
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| Project Period (FY) |
2010-04-01 – 2013-03-31
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| Keywords | 機械材料・材料力学 / 材料プロセス / 複合材料・物性 / 成形 / ボイド / 高分子構造・物性 / 粗視化分子動力学 |
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| Research Abstract |
本研究では，複合材料の微視的な繊維束内樹脂含浸を対象として，単繊維の束を対象として表面張力卓越流れとしての樹脂含浸の解析を行う．次に，マイクロ流路を用いた実験と微視的その場観察によって検証とモデルへのフィードバックを行う．これによってボイド発生のメカニズムを解明することを目的としている．本年度は，微視繊維束への樹脂含浸実験において，微視的な繊維配置の幾何学的影響とその乱れ，流速の影響について取り組んだ．成果は次のように要約される．
１）マイクロ流路の作製 昨年度と同様に，レジストとPDMSを用いてマイクロ流路モデルを作製した．繊維直径を200μｍ，繊維間距離を20μｍとした円柱ポストにより繊維を模擬した．
２）二円柱モデル 流路に平行に円柱（繊維）を２本のみ配置したモデルを作製し，実験を行った．流速が低いとボイドが発生しないが，高くなるとボイドが発生した．その閾値の流速は，粘性が低いほうが高かった．繊維を回り込む流れが，二つ目の繊維に接することと，繊維間で合流することのどちらが先かによってボイド発生が決定され，流速が高い場合前者が先に起こるためボイドが発生することが明らかになった．
３）六方配置モデル 繊維配置の乱れの影響を検討するため，六方配置モデルにおいて，流路方向に繊維を１本および２本抜いたモデルを作製した．繊維を１本抜いたモデルでは，抜けた箇所から後方ですぐに気液界面が幅方向で流れに直角に近くなった．これに対し，２本抜いたモデルでは，中央の流れが後方まで比較的加速された状態が続いた．後者は，繊維に対する非対称流れがある領域が広いことを意味する．非対称流れの領域が広い２本抜いたモデルのほうが，ボイド発生率が低い領域が広くなり，前年度検討したメカニズムと一致した．
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| Current Status of Research Progress |
Reason
24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 |
24年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(10 results)
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[Journal Article] Mode I type interlaminar fracture toughness of Cu plated Gd-YBCO coated conductor2012
Author(s)
Hojo, M., Tanie, Y., Sugano, M., Inoue, Y., Nishikawa, M., Shikimachi, K., Watanabe, T., Hirano, N., Nagaya, S.
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Journal Title
Physics Procedia
Volume: 27
Pages: 252-255
Peer Reviewed
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