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研究推進機構 総合研究院 野島 雅講師の研究が令和5年度 公益財団法人新素材情報財団助成制度に採択されました。

選出者

研究推進機構　総合研究院　講師　野島 雅
創域理工学研究科　機械航空宇宙工学科　助教　Mohammad Fikry, Dr. Eng. （モハマド フィクリ）

採択題目

炭素繊維複合材料内における微小動態変化から応力破壊に至るまでのダイナミクス

内容

本研究は、炭素繊維複合材料内における微小動態変化から応力破壊に至るまでのダイナミクスの解明を目的とする。炭素繊維複合材料は、航空機・自動車・風力発電用途の主力品目として導入されている。最新のエアバス社: A350XWBにおいては、胴体・主翼・エンジンに至るまで半数以上の部品が炭素繊維を含む複合材料によって構成されている。現場からは、更なる安全性能および軽量化に伴う低燃費化が求められるため、材料特性評価法の開発および新規材料開発が急務である。

炭素繊維複合材料は、様々な用途において積層面内強度は非常に優れているが、層間強度に関しては特異的に脆弱性を有する。その強度特性は、初期にマトリックス・クラック形成や微小層間剝離が形成され、欠陥構造が累積されることで、最終的に積層強度が保つことができなくなり応力破壊に至ると考えられている（図参照）。炭素繊維複合材料における最終的な応力破壊に至るまでの耐荷重性能評価は広く行われているが、応力破壊に至る前のマトリックス・クラック形成から微小層間剝離形成に関する評価法は確立されていない。本研究は、炭素繊維複合材料内における微小動態変化をその場観察することによって応力破壊に至るまでのダイナミクスの解明を目的とする。

本研究は、本学総合研究院・野島　雅講師と機械航空宇宙工学科・モハマド・フィクリ助教で協力体制のもと推進する。野島は、走査電子顕微鏡チャンバ内・精密自走型ステージにおける炭素繊維複合材料の動態変化の評価方法を検討する。フィクリは、材料応力印加時における有限要素シミュレーションを中心に炭素繊維複合材料内における応力分布を数値化する。以上により、炭素繊維複合材料における微小クラック発生から応力破壊に至るまでのダイナミクスを解明する。

採択日

2024年3月11日

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