愛媛大学 材料力学研究室

研究テーマ

CFRP積層板の残留応力予測手法の開発

航空機用熱硬化性CFRP部材の成形時の反り・残留応力を予測するための数理モデルに基づき,汎用FEMソフトを用いた低コスト解析手法を確立する。

戦略的イノベーション創造プログラム(SIP)「革新的構造材料」


CFRPサンドイッチパネルの力学挙動

CFRPをスキン材,フォーム材及び各種ハニカム材をコア材としたCFRPサンドイッチパネルについて,その成形法を確立するとともに, 有限要素解析と実験を通して,本材料の剛性設計・強度設計を可能とする力学モデルを構築する。

サンドイッチパネル

四点曲げ試験

CFRP積層板の電気的性質の解明

雷撃損傷の解析に必要なCFRPの電気的性質を実験的に解明するとともに,数値シミュレーション技術を開発する。

パルス通電による温度分布

CFRP積層板の異物衝突損傷(FOD)挙動


有孔CFRP積層板の疲労損傷挙動


デジタル画像相関法(Digital Image Correlation: DIC)を用いた構造材の破壊挙動観察

DICによるひずみ分布測定や有限要素法(FEM)解析を用いて,CFRP等の構造体が破壊されるその過程を詳細かつ精密に観測し, 対象となる構造特有の破壊クライテリアや荷重-変形関係の構成式を特定することで製品応用に役立てる。

構造材の例(CFRPサンドイッチ板)

曲げ破壊試験

ひずみ分布測定

3次元変形・ひずみ計測

サンプルを複数台のカメラにて撮影し,画像から3次元形状を把握するとともに,DICで微小変形を測定するシステムを構築することにより,複雑な形状の物体についての外力や熱等による変形応答を知ることができる。

複数カメラによるステレオ撮影

変形状態

CFRPの硬化過程における弾性係数変化の測定

CFRPのサンプルを作製し,恒温槽内で繰り返し曲げ試験を行い,硬化過程での降下率変化に伴う変形抵抗を測定する。そのデータをFEMなどでの成形シミュレーションに役立てる。

恒温槽内曲げ試験

硬化に伴う弾性率変化の例

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