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高速衝突下における耐衝撃性能の高い多孔質構造の開発

开发高速碰撞下具有高抗冲击性的多孔结构

基本信息

批准号：
20K05017
负责人：
西雅俊
金额：
$ 2.83万
依托单位：
National Institute of Technology, Kumamoto College
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2020
资助国家：
日本
起止时间：
2020-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

工業製造物のほとんどが緻密体なのに対し，自然界の物は木材・植物・生体骨のように，内部に多数の空隙や気孔のある多孔質構造のものが数多い．多孔質構造は軽量であり，良好な通気性や透過性，また比表面積が大きい構造なため，エネルギー吸収性・吸音性など，緻密体にない様々な特性を有する．これらの特徴は，航空機など輸送機器の軽量化による燃費向上，小型で高効率の熱交換器など，持続可能な社会づくりのための取組みに応用されている．本申請研究の目的は，動的荷重（高速衝突）に対して耐衝撃性能が高い構造を持つ多孔質構造の開発である．本申請研究では，静的/準静的荷重において強い，複数の多孔質構造に着目し，それらの構造をCADソフトでモデル化し，金属3Dプリンターで造形する．その後，衝撃銃による高速衝突実験および実験と同一条件の数値解析により，動的荷重（高速衝突）に対しても耐衝撃性能が高い，すなわちエネルギー吸収能力が高い多孔質構造を調べる．本申請研究では，実験検討および数値解析手法を通じて，下記を調査する．目的I.多孔質構造ごとに耐衝撃性能を比較する．ここでは，圧力履歴を取得し，エネルギー吸収性能，すなわちプラトー領域を明らかにする．目的II.高速度ビデオカメラで撮影した連続写真と実験を模擬した数値解析により，衝突時の破壊過程（メカニズム）を明らかにする．目的III.プラトー領域や多孔質構造による破壊過程の関係を調べ，多孔質構造が耐衝撃性能にどのように寄与するのかを調べる．

Industrial manufacturing is a dense body, and nature is wood, plants, and living bones. There are many voids inside and a porous structure is many. It has a porous structure with high density, good air circulation and permeability, and a large specific surface area.なため, エネルギーAbsorptive and sound-absorbing properties など, dense body にない様々な characteristics を有する.これらの特徴は, the aircraft conveyor machine is quantified, the fuel consumption is increased, the small size is efficient The rate of the heat exchanger is high, and the social control is possible. The purpose of this research is to develop a porous structure that can withstand dynamic loads (high-speed collisions), high impact resistance, and high impact resistance. This application research is focused on static/quasi-static load-bearing and complex porous structures. , それらのstructure をCADソフトでモデル化し, metal 3D プリンターでsculpting する． After その, impact 钃鳳によるHigh-speed collision実験および実験とSame conditionのnumerical value analysisにより, moving load (high-speed Conflict) The impact resistance of the に対しても is high, the absorption capacity of the すなわちエネルギー is high and the porous structure is adjusted. This application research is done, and the numerical value analysis technique is discussed, and the following investigation is carried out. Purpose I. Comparison of porous structure and impact resistance.ここでは, pressure resistance is obtained, エネルギーabsorption performance, すなわちプラトーfield を明らかにする. Purpose II. High-speed photo shooting and photo shooting and simulation Numerical value analysis is a process of breaking and breaking when there is a conflict. Purpose III. In the field of プラトー, the relationship between the breaking process of the porous structure and the impact resistance of the porous structure are the same as the relationship between the impact resistance and the impact resistance of the porous structure.