光ファイバネットワークを搭載した先進複合材構造動的健全性評価システムの構築

搭载光纤网络的先进复合材料结构动态健康评估系统的构建

基本信息

批准号：
05J11722
负责人：
西川雅章
金额：
$ 1.79万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2007
项目状态：
已结题

项目摘要

繊維強化プラスチック(Fiber Reinforced Plastic, FRP)は比強度・比剛性に優れておリ,軽量化のニーズが高い航空宇宙産業では,その適用範囲が大幅に拡大している.近年FRPの特性を活かすべく,構造物に発生した損傷を非破壊検査により監視することで,その健全性を常に判断し,信頼性を確保する損傷許容設計が重要視されている.こういった構造ヘルスモニタリング技術の実用を考えた場合,定量的に検出した内部損傷がどれだけ実機の運用に支障があるかを常に判断できれば,整備・点検や修理・再設計の指針が得られ,必要最低限の適切な補修の実施が可能となる.このような背景で,検出された損傷の大きさに対して構造健全性が十分であるかを判断する為には,内部損傷を持つ複合材料構造全体の強度を評価する手法の開発が必須である.そこで,構成材料単位の破壊プロセスを考慮したマルチスケールモデリングにより,内部損傷プロセスをイメージでき,なおかつ複合材料の強度を評価できる数値シミュレーションの開発に取り組んだ.前年度までの研究成果を踏まえ,繊維破断や界面の剥がれ,樹脂の破壊といった構成材料単位の破壊プロセスを特徴づけるメカニクスを組み込んだ破壊シミュレーション手法を提案した.ここでは,新たな周期セルシミュレーションの定式化を示し,材料内部の損傷状態をシミュレートしながら,巨視的強度を評価することが可能となったと言える.

纤维增强的塑料，FRP）具有出色的特异性强度和特定的刚性，并且高度要求减轻体重，并且其应用范围在航空航天行业大大扩展。近年来，为了利用FRP的特征，损害耐受性设计不断确定结构的健全性并确保通过通过非破坏性检查对结构造成的损害来确保可靠性。在考虑这些结构健康监测技术的实际使用时，如果经常造成内部损害，可以获得维护，检查，修复和重新设计的指南，并且可以执行最低必要的维修。在这种背景下，为了确定结构完整性是否足以满足被检测到的损害的幅度，必须开发一种用内部损害评估整个复合结构强度的方法。因此，我们努力开发一个数值模拟，可以通过多尺度建模来考虑内部损坏过程并评估复合材料的强度，并考虑到每种组件材料的断裂过程。基于上一年的研究结果，我们提出了一种断裂模拟方法，该方法结合了表征每种组件材料的断裂过程的机制，例如纤维裂缝，界面剥离和树脂骨折。在这里，我们显示了一个新的定期细胞模拟公式，可以说可以评估宏观强度，同时模拟材料内部的损伤状态。

项目成果

期刊论文数量（6）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Effect of matrix hardening on tensile strength of alumina-fiber reinforced aluminum matrix composites

基体硬化对氧化铝纤维增强铝基复合材料拉伸强度的影响

DOI：
发表时间：
2006
期刊：
Acta Materialia 54巻9号
影响因子：
0
作者：
Tomonaga Okabe;Masaaki;Nishikawa;Nobuo Takeda;Hideki Sekine
通讯作者：
Hideki Sekine

-方向CFRP複合材料の引張強度予測

-定向CFRP复合材料的拉伸强度预测

DOI：
发表时间：
2007
期刊：
日本複合材料学会誌 33
影响因子：
0
作者：
岡部朋永;石井健介;西川雅章;武田展雄
通讯作者：
武田展雄

結合力要素を用いた単繊維複合材料中の微視的損傷に関する有限要素解析

使用键力单元对单纤维复合材料微观损伤进行有限元分析

DOI：
发表时间：
2007
期刊：
日本複合材料学会誌 33
影响因子：
0
作者：
西川雅章;岡部朋永;武田展雄
通讯作者：
武田展雄

FRP直交積層板における損傷進展を対象とした数値シミュレーション

FRP 正交层合板损伤进展的数值模拟

DOI：
发表时间：
2006
期刊：
日本機械学会論文集A編 72巻720号
影响因子：
0
作者：
岡部朋永;西川雅章;武田展雄
通讯作者：
武田展雄

面外負荷を受けるCFRP直交積層板の層間はく離進展シミュレーション

CFRP 正交层合板在面外载荷作用下分层生长的模拟

DOI：
发表时间：
2006
期刊：
日本機械学会論文集A編 72巻720号
影响因子：
0
作者：
西川雅章;岡部朋永;武田展雄
通讯作者：
武田展雄

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西川雅章其他文献

材料非線形性によるガイド波の高調波発生挙動

材料非线性导致的导波谐波产生行为

DOI：
发表时间：
2017
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影响因子：
0
作者：
河原康太;松田直樹;北條正樹;西川雅章;河原康太，松田直樹，北條正樹，西川雅章;河原康太，松田直樹，北條正樹，西川雅章;山本洋介，松田直樹，北條正樹，西川雅章;河原康太，松田直樹，北條正樹，西川雅章;山本洋介，松田直樹，北條正樹，西川雅章;松田直樹
通讯作者：
松田直樹

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DOI：
发表时间：
2017
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影响因子：
0
作者：
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DOI：
发表时间：
2017
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影响因子：
0
作者：
河原康太;松田直樹;北條正樹;西川雅章;河原康太，松田直樹，北條正樹，西川雅章;河原康太，松田直樹，北條正樹，西川雅章;山本洋介，松田直樹，北條正樹，西川雅章;河原康太，松田直樹，北條正樹，西川雅章;山本洋介，松田直樹，北條正樹，西川雅章;松田直樹;松田直樹，河原康太，北條正樹，西川雅章
通讯作者：
松田直樹，河原康太，北條正樹，西川雅章