2018 Fiscal Year Annual Research Report
Intelligent Manufacturing Science of Innovative Composite Structures Based on Optical-Fiber Life Cycle Monitoring
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26220912
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
武田 展雄 東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 客員連携研究員 (10171646)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
水谷 忠均 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構, 研究開発部門, 研究領域主幹 (00401232)
水口 周 東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 特任准教授 (70512359)
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| Project Period (FY) |
2014-05-30 – 2019-03-31
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| Keywords | 複合材料 / 光ファイバセンサ / モニタリング / 成形 / 硬化 / 成形モデリング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
炭素繊維強化プラスチック（Carbon Fiber Reinforced Plastic、以下CFRP）は、航空機構造の軽量化を図るため、主要な一次構造部材にもCFRPが適用されてきており、かつ日本の製造技術が多く用いられている。しかし、いまだ成形・組立などの製造上の問題および損傷後強度保証の難しさがあり、従来金属製航空機と比較して製造コストが高くまた十分な軽量化にも至っていない。
本研究では、ライフサイクルモニタリングによる構造高信頼化技術と，製造技術に課題はあるものの低コスト・高機能性のポテンシャルを有する新規CFRP製造プロセスを融合させる「複合材構造の知的ものづくり科学」を構築することで初めて可能になる、革新CFRP 構造コンセプトを世界に先駆けて提案・実証することを目的としてした。
[1]光ファイバ援用成形中その場物性評価基盤技術、[2]低圧成形CFRP、[3]熱可塑CFRP、[4]CFRP二次接着接合構造、[5]複雑形状CFRP構造、を主な対象とした光ファイバライフサイクルモニタリング技術を構築し、これらを用いた構造部材の品質保証・保守技術を確立した。最終的には、これら個別要素を最適配置した低コスト・高信頼性革新CFRP構造を実証した。具体的には、これまでに構築した光ファイバひずみ計測技術の計測速度を新規成形プロセスに適用可能なレベルまで向上させ、各製造プロセスにおける材料内挙動を詳細に評価した。光ファイバを考慮した複合材料モデルによる新規成形プロセスシミュレーションおよび損傷発生・進展解析を行い、実際の試験から得られる光ファイバ応答と照らし合わせることでCFRPの品質・健全性を評価する手法を確立した。最終的に補強板構造の部分構造供試体を用いて[6]実用模擬CFRP構造、の実用環境下でのライフサイクルモニタリング実証を行った。
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| Research Progress Status |
平成30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 |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(26 results)
