先進的複合材構造を用いた航空機の軽量化
使用先进复合材料结构减轻飞机重量
基本信息
- 批准号:19J12856
- 负责人:
- 金额:$ 1.09万
- 依托单位:
- 依托单位国家:日本
- 项目类别:Grant-in-Aid for JSPS Fellows
- 财政年份:2019
- 资助国家:日本
- 起止时间:2019-04-25 至 2021-03-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
炭素繊維強化複合材料(CFRP)がは高比強度・高剛性などの利点から、航空宇宙分野を中心に広く利用されている。しかし、接合部での早期破壊やそれに伴う接着界面における亀裂進展が課題であり、現状では大量のボルト締結が必要である。従って、CFRPの軽量性が十分に活かされていない。本研究では、炭素繊維の優れた機械特性を活用した複合材構造を用いて亀裂進展を抑制し、ボルト締結を削減する事によって航空機を軽量化すること、また、亀裂進展の一つの起点となるT-jointデルトイド部の成形破壊メカニズムを検証することを目的とした。本研究では、提案する繊維交差構造によって複合材接着界面における亀裂進展が抑制できることを示した。また、繊維交差構造の積層構成の影響を実験と解析の両面から明らかにした。さらに、繊維交差構造を航空機における重要部材であるT-jointに導入し、T-jointの損傷許容性が著しく向上する事を示した。また、繊維交差構造の効率的な配置・構成について検討を行い、それぞれの影響を明らかにした。さらに本研究ではT-jointにおける最終的な亀裂進展の起点となるデルトイド部の成形破壊の発生メカニズムを明らかにするため、光ファイバによる成形時デルトイド部のひずみ分布計測を行った。有限要素解析と組み合わせて検討を行うことにより、成形破壊に対する破壊指標を示した。また、各検討を踏まえて成形破壊を抑制する手法を提案し、有効性を示した。
Carbon fiber reinforced composites (CFRP) have high specific strength, high rigidity, and favorable points for aerospace applications. The early stage of the joint is broken, and the subsequent interface is broken. The progress of the joint is the problem. The current situation is the necessity of a large number of joints. The quantitative properties of CFRP and CFRP are very active. This study aims to utilize the excellent mechanical properties of carbon fiber in composite structures to inhibit crack progression, reduce crack formation, and quantify the starting point of crack progression in aircraft structures. In this study, we propose a new method to inhibit the crack progression in the composite interface. The influence of lay-up composition of interdimensional structure on the analysis of surface structure is discussed. The introduction of T-joint and the damage tolerance of T-joint are important components of aircraft. The effect of the cross-dimensional structure is discussed in detail. In this study, the final T-joint crack development starting point and the shape of the forming part of the crack development plan were measured. Finite element analysis, group analysis, analysis, analysis The method of forming and suppressing the virus is proposed.
项目成果
期刊论文数量(3)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Process-Induced Failure of Deltoid in Composite T-joint: Fiber-Optic-Based Monitoring and Numerical Simulation
复合材料 T 形接头中三角肌过程引起的失效:基于光纤的监测和数值模拟
- DOI:
- 发表时间:2019
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Shinsaku Hisada;Shu Minakuchi;Nobuo Takeda
- 通讯作者:Nobuo Takeda
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その場計測に基づく複合材構造製造過程における複合材-治具間干渉機構解明とモデル化
基于原位测量的复合材料结构制造过程中复合材料与夹具之间的干涉机制的阐明和建模
- 批准号:
21K14353 - 财政年份:2021
- 资助金额:
$ 1.09万 - 项目类别:
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists