疲労強度データベースと機械学習を活用した織物複合材料の材料評価システムの開発

利用疲劳强度数据库和机器学习开发纺织复合材料的材料评估系统

基本信息

  • 批准号:
    22K14144
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 2.58万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
  • 财政年份:
    2022
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2022-04-01 至 2025-03-31
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

比強度,比剛性に優れる繊維強化複合材料は,車輌・航空分野にて構造部材としての用途展開が図られているが,強度や変形を支配する設計変数が多く,その損傷挙動もまた複雑であり,材料開発や設計に時間を要する.本研究は,繊維強化複合材料の疲労特性に着目し,単純構造を有する一方向繊維強化複合材料の疲労特性と数値解析手法のみから複雑構造を有する織物複合材料の疲労寿命と損傷挙動を予測し,さらにはマテリアルズ・インフォマティクスの観点からベイズ最適化に基づく機械学習により高疲労特性を有する織物複合材料の自動探索システムを開発することにより,疲労寿命と損傷挙動の関係性の解明,材料開発・設計期間の短縮化を目指している.今年度は,(1)疲労寿命予測システムの疲労損傷モデルの構築,ならびに(2)疲労寿命予測システムの構築に向けた検討を実施した.前者では,公開文献(検索条件:一方向炭素繊維強化複合材料,片振り引張)から一方向材の疲労試験データを37シリーズ(SNプロット点数362点)抽出,集積した.この大標本データに対して引張強度による正規化手法を適用したところ,広域に分散していた疲労強度特性が比較的狭い領域に収まり,試験条件の影響を取り除ける可能性が示された.次に,正規化データに対して分散分析に基づくデータ併合手法を適用するために,日本材料学会標準に準拠した片対数直線モデルを回帰し,その回帰結果に基づきデータ併合判定を実施した.その結果,有意水準1%において17シリーズ(SNプロット点数270点)が併合可能と判定され,疲労損傷モデルの基礎データとなりうる大標本データを得た.後者では,疲労損傷モデルの構築に先駆け,一方向材の材料モデルと損傷力学に基づく有限要素法による損傷進展解析から母材の材料非線形性を考慮した一軸引張の織物積層材の損傷進展挙動を評価し,疲労寿命予測システムの構築に向けた検討を進めた.
The strength and stiffness of reinforced composite materials are superior to those of structural components in automotive and aerospace applications. The strength and shape of reinforced composite materials are controlled by many design factors, and the damage and vibration of reinforced composite materials are affected by the development of materials and design time. This study focuses on fatigue characteristics of reinforced composites, fatigue life and damage behavior prediction of fabric composites with pure structure and complex structure. In order to optimize the mechanical properties of fabric composites, the automatic exploration of fabric composites, the development of fatigue life and the relationship between fatigue life and damage, and the shortening of material development and design period. This year,(1) fatigue life prediction system and fatigue damage system construction, and (2) fatigue life prediction system construction direction research implementation. The former is contrary to the published literature (search conditions: carbon fiber reinforced composite material in one direction, sheet vibration and tension), and the fatigue test of one direction material is extracted from 37 points (SN points 362 points). The possibility of removing the influence of test conditions is shown by the normalization method applied to the tensile strength characteristics of the large strain. In addition, normalization and dispersion analysis are applied to the determination of the basic combination. As a result, the intention level of 1% is 17 points (SN points 270 points), and the possibility of combination is determined. The basic data of fatigue damage is obtained. The latter is the first step in the construction of fatigue life prediction systems. The first step is to analyze the damage progression of a material in one direction and the second step is to evaluate the damage progression of a fabric laminate in one direction by taking into account the nonlinearity of the material in the base material.

项目成果

期刊论文数量(2)
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 Ply Thickness on Damage Development of CFRTP Using Spread Yarns
层厚对使用展开纱的 CFRTP 损伤发展的影响
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    M. Fujimoto;K. Mukoyama;X. Li;K. Hanaki;T. Kurashiki
  • 通讯作者:
    T. Kurashiki
開繊糸を用いた熱可塑性織物複合材料の損傷進展解析に関する研究
使用展开纱的热塑性纺织复合材料的损伤进展分析研究
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    藤本真由;向山和孝;李興盛;花木宏修;倉敷哲生
  • 通讯作者:
    倉敷哲生
{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

向山 和孝其他文献

向山 和孝的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

相似海外基金

低弾性高力学機能を有するチタン合金ロッドの脊椎骨モデルを援用した高疲労特性の評価
利用椎骨模型评价低弹性高机械性能钛合金棒的高疲劳性能
  • 批准号:
    24K07219
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 2.58万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
積層欠陥を有する複合材に対するマルチスケール疲労特性予測解析技術開発
堆垛层错复合材料多尺度疲劳性能预测分析技术开发
  • 批准号:
    23K26299
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 2.58万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
除振要素用板状Cu-Al-Mn-Ni形状記憶合金素子の疲労特性向上技術の構築
隔振元件用板状Cu-Al-Mn-Ni形状记忆合金元件疲劳性能改善技术开发
  • 批准号:
    24K07238
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 2.58万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
革新的機能化粒界制御法の深化による超高強度高炭素鋼の疲労特性制御
通过深化创新功能化晶界控制方法控制超高强度高碳钢的疲劳性能
  • 批准号:
    24K01196
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 2.58万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
インプロセスへ応用可能な金属AM品の疲労特性向上法
一种提高金属增材制造产品疲劳性能的方法,适用于在制品
  • 批准号:
    23K13242
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 2.58万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
積層欠陥を有する複合材に対するマルチスケール疲労特性予測解析技術開発
堆垛层错复合材料多尺度疲劳性能预测分析技术开发
  • 批准号:
    23H01605
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 2.58万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
マグネシウム合金のin vitro疲労特性に対するカルシウム濃度の影響
钙浓度对镁合金体外疲劳性能的影响
  • 批准号:
    23K19182
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 2.58万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
耐食性と疲労特性を両立させる低合金鋼の新たな加工方法の探求
探索兼具耐蚀性和疲劳性能的低合金钢新加工方法
  • 批准号:
    21K14059
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 2.58万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
エポキシ樹脂の不均質構造の定量化と疲労特性への影響
环氧树脂异质结构的量化及其对疲劳性能的影响
  • 批准号:
    21K03752
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 2.58万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
簡易延命手法のき裂/焼結体界面の最適設計と高サイクル疲労特性向上
使用简单的寿命延长方法优化裂纹/烧结界面设计并改善高周疲劳性能
  • 批准号:
    21K14050
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 2.58万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了